Question

已知點(diǎn)在雙曲線(xiàn)上，圓C：（x-a）²+（y-b）²=r²（a＞0，b∈R，r＞0）與雙曲線(xiàn)M的一條漸近線(xiàn)相切于點(diǎn)（1，2），且圓C被x軸截得的弦長(zhǎng)為4．
（Ⅰ）求雙曲線(xiàn)M的方程；
（Ⅱ）求圓C的方程；
（Ⅲ）過(guò)圓C內(nèi)一定點(diǎn)Q（s，t）（不同于點(diǎn)C）任作一條直線(xiàn)與圓C相交于點(diǎn)A、B，以A、B為切點(diǎn)分別作圓C的切線(xiàn)PA、PB，求證：點(diǎn)P在定直線(xiàn)l上，并求出直線(xiàn)l的方程．

Answer 1

【答案】分析：（Ⅰ）由點(diǎn)在雙曲線(xiàn)上，點(diǎn)（1，2）在雙曲線(xiàn)M的一條漸近線(xiàn)上，建立方程組，即可求得雙曲線(xiàn)M的方程；
（Ⅱ）利用圓C：（x-a）²+（y-b）²=r²（a＞0，b∈R，r＞0）與雙曲線(xiàn)M的一條漸近線(xiàn)相切于點(diǎn)（1，2），且圓C被x軸截得的弦長(zhǎng)為4，建立方程組，即可求得圓C的方程；
（Ⅲ）設(shè)A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），則求出在點(diǎn)A、點(diǎn)B的切線(xiàn)方程，兩方程相減，利用Q，A，B三點(diǎn)共線(xiàn)，化簡(jiǎn)，即可得到結(jié)論．
解答：（Ⅰ）解：由題意，點(diǎn)在雙曲線(xiàn)上，點(diǎn)（1，2）在雙曲線(xiàn)M的一條漸近線(xiàn)上，則，∴m=1，n=2，∴雙曲線(xiàn)M的方程為；
（Ⅱ）解：∵圓C：（x-a）²+（y-b）²=r²（a＞0，b∈R，r＞0）與雙曲線(xiàn)M的一條漸近線(xiàn)相切于點(diǎn)（1，2），且圓C被x軸截得的弦長(zhǎng)為4
∴
∴a=3，b=1，r=
∴圓C的方程為（x-3）²+（y-1）²=5；
（Ⅲ）證明：設(shè)A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），則在點(diǎn)A的切線(xiàn)方程為（x₁-3）（x-3）+（y₁-1）（y-1）=5
在點(diǎn)B的切線(xiàn)方程為（x₂-3）（x-3）+（y₂-1）（y-1）=5
兩方程相減可得（x₁-x₂）（x-3）+（y₁-y₂）（y-1）=0
∵Q，A，B三點(diǎn)共線(xiàn)
∴（x₁-x₂）（t-y₁）-（y₁-y₂）（s-x₁）=0
∴（x₁-s）（x-3）+（y₁-t）（y-1）=0
∴（x₁-3+3-s）（x-3）+（y₁-1+1-t）（y-1）=0
∴（3-s）（x-3）+（1-t）（y-1）+（x₁-3）（x-3）+（y₁-1）（y-1）=0
∴（s-3）x+（t-1）y-3s-t+5=0
∴點(diǎn)P在定直線(xiàn)l上，直線(xiàn)l的方程為（s-3）x+（t-1）y-3s-t+5=0．
點(diǎn)評(píng)：本題考查雙曲線(xiàn)、圓的方程，考查直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系，考查直線(xiàn)方程，綜合性強(qiáng)，屬于中檔題．