已知双曲线 $C:\dfrac{x^2}{a^2} - \dfrac{y^2}{b^2} = 1\left( {a > 0,b > 0} \right)$ 的左、右焦点分别为 ${F_1}$,${F_2}$,离心率为 $3$,直线 $y = 2$ 与 $C$ 的两个交点间的距离为 $\sqrt 6 $.
【难度】
【出处】
2013年高考大纲卷(理)
【标注】
  • 知识点
    >
    解析几何
    >
    双曲线
    >
    双曲线的几何量
    >
    双曲线的基本量
  • 知识点
    >
    解析几何
    >
    直线与圆锥曲线
    >
    联立及韦达定理
  • 知识点
    >
    解析几何
    >
    直线与圆锥曲线
    >
    弦长公式
  • 知识点
    >
    数列
    >
    等比数列及其性质
    >
    等比数列的对称互补性
  1. 求 $a$,$b$;
    标注
    • 知识点
      >
      解析几何
      >
      双曲线
      >
      双曲线的几何量
      >
      双曲线的基本量
    答案
    $a = 1$,$ b= 2\sqrt 2$.
    解析
    本题考查双曲线的基本量.由题设知 $\dfrac{c}{a} = 3$,即\[\dfrac{{{a^2} + {b^2}}}{a^2} = 9,\]故 ${b^2} = 8{a^2}$.所以 $C$ 的方程为\[8{x^2} - {y^2} = 8{a^2}.\]将 $y = 2$ 代入上式,求得\[x = \pm \sqrt {{a^2} + \dfrac{1}{2}}.\]由题设知,$2\sqrt {{a^2} + \dfrac{1}{2}} = \sqrt 6 $,解得 ${a^2} = 1$.所以\[\begin{split}a &= 1,\\ b &= 2\sqrt 2 .\end{split}\]
  2. 设过 ${F_2}$ 的直线 $l$ 与 $C$ 的左、右两支分别交于 $A$,$B$ 两点,且 $\left| {A{F_1}} \right| = \left| {B{F_1}} \right|$,证明:$\left| {A{F_2}} \right|$,$\left| {AB} \right|$,$\left| {B{F_2}} \right|$ 成等比数列.
    标注
    • 知识点
      >
      解析几何
      >
      直线与圆锥曲线
      >
      联立及韦达定理
    • 知识点
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      解析几何
      >
      直线与圆锥曲线
      >
      弦长公式
    • 知识点
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      数列
      >
      等比数列及其性质
      >
      等比数列的对称互补性
    答案
    解析
    根据题中条件,求出直线的斜率,进而求出所需长度即可.由(1)知,${F_1}\left( { - 3,0} \right)$,${F_2}\left( {3,0} \right)$,$C$ 的方程为\[8{x^2} - {y^2} = 8. \quad\cdots\cdots ① \]由题意可设 $l$ 的方程为 $y = k\left(x - 3\right),\left| k \right| < 2\sqrt 2$,代入 ① 并化简得\[\left( {{k^2} - 8} \right){x^2} - 6{k^2}x + 9{k^2} + 8 = 0.\]设 $A\left( {{x_1},{y_1}} \right)$,$B\left( {{x_2},{y_2}} \right)$,则 ${x_1} \leqslant - 1$,${x_2} \geqslant 1$,\[\begin{split}{x_1} + {x_2} &= \dfrac{{6{k^2}}}{{{k^2} - 8}}, \\ {x_1} \cdot {x_2} &= \dfrac{{9{k^2} + 8}}{{{k^2} - 8}}.\end{split}\]于是\[\begin{split}\left| {A{F_1}} \right| &= \sqrt {{{\left( {{x_1} + 3} \right)}^2} + {y_1}^2} \\&= \sqrt {{{\left( {{x_1} + 3} \right)}^2} + 8{x_1}^2 - 8} \\&= - \left(3{x_1} + 1\right), \\ \left| {B{F_1}} \right| &= \sqrt {{{\left( {{x_2} + 3} \right)}^2} + {y_2}^2} \\&= \sqrt {{{\left( {{x_2} + 3} \right)}^2} + 8{x_2}^2 - 8} \\&= 3{x_2} + 1.\end{split}\]由 $\left| {A{F_1}} \right| = \left| {B{F_1}} \right|$,得 $ - \left( {3{x_1} + 1} \right) = 3{x_2} + 1$,即\[{x_1} + {x_2} = - \dfrac{2}{3},\]故\[\dfrac{{6{k^2}}}{{{k^2} - 8}} = - \dfrac{2}{3},\]解得 ${k^2} = \dfrac{4}{5}$,从而 ${x_1} \cdot {x_2} = - \dfrac{19}{9}$.由于\[\begin{split}\left| {A{F_2}} \right| &= \sqrt {{{\left( {{x_1} - 3} \right)}^2} + {y_1}^2} \\&= \sqrt {{{\left( {{x_1} - 3} \right)}^2} + 8{x_1}^2 - 8} \\&= 1 - 3{x_1} ,\\ \left| {B{F_2}} \right| &= \sqrt {{{\left( {{x_2} - 3} \right)}^2} + {y_2}^2} \\&= \sqrt {{{\left( {{x_2} - 3} \right)}^2} + 8{x_2}^2 - 8} \\&= 3{x_2} - 1, \end{split}\]故\[\begin{split}\left| {AB} \right| = \left| {A{F_2}} \right| - \left| {B{F_2}} \right| = 2 - 3\left( {{x_1} + {x_2}} \right) = 4, \\ \left| {A{F_2}} \right| \cdot \left| {B{F_2}} \right| = 3\left( {{x_1} + {x_2}} \right) - 9{x_1}{x_2} - 1 = 16.\end{split}\]因而\[\left| {A{F_2}} \right| \cdot \left| {B{F_2}} \right| = {\left| {AB} \right|^2},\]所以 $\left| {A{F_2}} \right|$,$\left| {AB} \right|$,$\left| {B{F_2}} \right|$ 成等比数列.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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