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已知双曲线G的中心在原点,它的渐近线与圆x2+y2-10x+20=0相切.过点P(-4,0)作斜率为的直线l,使得l和G交于A,B两点,和y轴交于点C,并且点P在线段AB上,又满足|PA|•|PB|=|PC|2.
(1)求双曲线G的渐近线的方程;
(2)求双曲线G的方程;
(3)椭圆S的中心在原点,它的短轴是G的实轴、如果S中垂直于l的平行弦的中点的轨迹恰好是G的渐近线截在S内的部分AB,若P(x,y)(y>0)为椭圆上一点,求当△ABP的面积最大时点P的坐标.
【答案】分析:(1)设双曲线G的渐近线的方程为y=kx,则由渐近线与圆x2+y2-10x+20=0相切可得=,由此能求出双曲线G的渐近线的方程.
(2)设双曲线G的方程为x2-4y2=m,把直线l的方程y=(x+4)代入双曲线方程,得3x2-8x-16-4m=0,则xA+xB=,xAxB=-.由|PA|•|PB|=|PC|2,P、A、B、C共线且P在线段AB上,知4(xA+xB)+xAxB+32=0.由此能求出双曲线的方程.
(3)设椭圆S的方程为+=1(a>2),设垂直于l的平行弦的两端点分别为M(x1,y1),N(x2,y2),MN的中点为P(x,y),则+=1,=1,两式作差得+=0.由此入手能够求出P点的坐标.
解答:解:(1)设双曲线G的渐近线的方程为y=kx,
则由渐近线与圆x2+y2-10x+20=0相切可得=,
所以k=±,即双曲线G的渐近线的方程为y=±x.  (3分)
(2)由(1)可设双曲线G的方程为x2-4y2=m,
把直线l的方程y=(x+4)代入双曲线方程,
整理得3x2-8x-16-4m=0,
则xA+xB=,xAxB=-.(*)
∵|PA|•|PB|=|PC|2,P、A、B、C共线且P在线段AB上,
∴(xP-xA)(xB-xP)=(xP-xC)2,即(xB+4)(-4-xA)=16,
整理得4(xA+xB)+xAxB+32=0.将(*)代入上式得m=28,
∴双曲线的方程为-=1.               (7分)
(3)由题可设椭圆S的方程为+=1(a>2),
设垂直于l的平行弦的两端点分别为M(x1,y1),N(x2,y2),MN的中点为P(x,y),
则+=1,=1,
两式作差得+=0,
由于=-4,x1+x2=2x,y1+y2=2y,所以-=0,
所以,垂直于l的平行弦中点的轨迹为直线-=0截在椭圆S内的部分.
又由已知,这个轨迹恰好是G的渐近线截在S内的部分,所以=,即a2=56,
故椭圆S的方程为+=1(12分)
由题意知满足条件的P点必为平行于AB且与椭圆相切的直线m在椭圆上的切点,
易得切线m的方程为y=,解得切点坐标x=,y=,
则P点的坐标为().(14分)
点评:本题考查双曲线渐近线方程的求法,考查双曲线方程的求法,查运算求解能力,推理论证能力;考查化归与转化思想.综合性强,难度大,有一定的探索性,对数学思维能力要求较高,是高考的重点.解题时要认真审题,仔细解答.
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(2)求双曲线G的方程;
(3)椭圆S的中心在原点,它的短轴是G的实轴.如果S中垂直于l的平行弦的中点的轨迹恰好是G的渐近线截在S内的部分,求椭圆S的方程.

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2
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