设 $O$ 是坐标原点,双曲线 $C:\dfrac{x^2}{a^2}-\dfrac{y^2}{b^2}=1$ 上动点 $M$ 处的切线,交 $C$ 的两条渐近线于 $A,B$ 两点.
【难度】
【出处】
2018年全国高中数学联赛安徽省预赛
【标注】
  • 知识点
    >
    解析几何
    >
    直线与圆锥曲线
    >
    联立及韦达定理
  • 题型
    >
    解析几何
    >
    轨迹问题
  • 知识点
    >
    向量
    >
    向量中的常用知识
    >
    三角形外心的向量表达
  1. 求证:$\triangle AOB$ 的面积 $S$ 是定值;
    标注
    • 知识点
      >
      解析几何
      >
      直线与圆锥曲线
      >
      联立及韦达定理
    答案
    解析
    双曲线在 $M(x_0,y_0)$ 处的切线方程为 $\dfrac{x_0x}{a^2}-\dfrac{y_0y}{b^2}=1$,与渐近线方程联立,得 $A(x_1,y_1)=(\dfrac{a}{\dfrac{x_0}{a}+\dfrac{y_0}{b}},\dfrac{b}{\dfrac{x_0}{a}+\dfrac{y_0}{b}}),B(x_2,y_2)=(\dfrac{a}{\dfrac{x_0}{a}-\dfrac{y_0}{b}},-\dfrac{b}{\dfrac{x_0}{a}-\dfrac{y_0}{b}})$.从而,$S=\dfrac{1}{2}|x_1y_2-x_2y_1|=|ab|$ 是定值.
  2. 求 $\triangle AOB$ 的外心 $P$ 的轨迹方程.
    标注
    • 题型
      >
      解析几何
      >
      轨迹问题
    • 知识点
      >
      向量
      >
      向量中的常用知识
      >
      三角形外心的向量表达
    答案
    $a^2x^2-b^2y^2=\dfrac{1}{4}(a^2+b^2)^2$
    解析
    由(1)可设 $A(\lambda a,\lambda b),B(\dfrac{a}{\lambda},-\dfrac{b}{\lambda}),P(x,y),\lambda$ 为非零数.由 $|AP|=|OP|=|BP|$,得 $(x-\lambda a)^2+(y-\lambda b)^2=x^2+y^2=(x-\dfrac{a}{\lambda})^2+(y+\dfrac{b}{\lambda})^2$.从而有 $ax+by=\dfrac{\lambda}{2}(a^2+b^2),ax-by=\dfrac{1}{2\lambda}(a^2+b^2)$.上述两式相乘,得 $P$ 的轨迹方程为 $a^2x^2-b^2y^2=\dfrac{1}{4}(a^2+b^2)^2$.
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
0.110165s