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问题: 双曲线的题

双曲线方程为x^2 /3 -y^2=0 直线y=x+m交左只与CD两点,是否有以CD为直径的圆过左焦点?若有,求m

解答:

双曲线方程为x^2 /3 -y^2=1 直线y=x+m交左只与CD两点,是否有以CD为直径的圆过左焦点?若有,求m

双曲线x^2/3-y^2=1中:a^2=3,b^2=1
所以,c^2=a^2+b^2=4
所以,c=2
左焦点F1(-2,0)
点C、D在直线y=x+m上,设:点C(x1,x1+m)、D(x2,x2+m)
那么以CD为直径的圆的圆心O就是CD的中点
所以,O((x1+x2)/2,(x1+x2+2m)/2)
当该圆过点F1时,OF1=CD/2
所以,CD^2=4*OF1^2
而,CD^2=(x1-x2)^2+[(x1+m)-(x2+m)]^2=2(x1-x2)^2
=2*[(x1+x2)^2-4x1x2]
OF1^2=[(x1+x2)/2+2]^2+[(x1+x2+2m)/2]^2
=[(x1+x2+4)^2+(x1+x2+2m)^2]/4
所以:
2*[(x1+x2)^2-4x1x2]=(x1+x2+4)^2+(x1+x2+2m)^2…………(1)
联立直线与双曲线的方程有:
x^2-3y^2-3=0
y=x+m
所以:x^2-3(x+m)^2-3=0
即:2x^2+6mx+3(m^2+1)=0
所以:
x1+x2=-3m
x1*x2=3(m^2+1)/2
代入到(1)式就有:
2*[(-3m)^2-6(m^2+1)]=(-3m+4)^2+(-3m+2m)^2
===> 2*[9m^2-6m^2-6]=9m^2-24m+16+m^2
===> 6m^2-12=10m^2-24m+16
===> 4m^2-24m+28=0
===> m^2-6m+7=0
===> m=3±√2
又,由直线与抛物线联立的方程2x^2+6mx+3(m^2+1)=0,既然直线与抛物线有相异的两个交点C、D,那么就说明上述关于x的方程有两个相异的实数根
所以,△=b^2-4ac=(6m)^2-24(m^2+1)=36m^2-24m^2-24
=12m^2-24=12(m^2-2)>0
所以,m>√2,或者m<-√2
则:m=3+√2