每日一题[2998]一箭双雕

设点 $F$ 是双曲线 $\dfrac {x^2}{a^2}-\dfrac{y^2}3=1$($a>0$)的右焦点,过点 $F$ 的直线交双曲线 $C$ 的右支于点 $A,B$,分别交两条渐近线于点 $M,N$,点 $A,M$ 在第一象限,当 $l\perp x$ 轴时,$|AB|=6$.

1、求双曲线的标准方程.

2、若 $|AB|^2=60|AM|\cdot |AN|$,求直线 $l$ 的斜率.

解析

1、当 $l\perp x$ 轴时,$AB$ 为通径,其长度为 $\dfrac{6}{a}=6$,于是 $a=1$,所求双曲线的标准方程为 $x^2-\dfrac{y^2}3=1$.

2、设直线 $l:x=2+my$($m^2<\dfrac13$),点 $A,B,M,N$ 的纵坐标分别为 $y_1,y_2,y_3,y_4$,则 $y=y_1,y_2$ 是关于 $y$ 的方程\[\left(m^2-\dfrac 13\right)y^2+4my+3=0\]的两个实数解,$y=y_3,y_4$ 是关于 $y$ 的方程\[\left(m^2-\dfrac 13\right)y^2+4my+4=0\]的两个实数解,因此\[\begin{split} \dfrac{|AB|^2}{|AM|\cdot |AN|}&=\dfrac{|y_1-y_2|^2}{|(y_1-y_3)(y_1-y_4)|}\\ &=\dfrac{|y_1-y_2|^2}{|y_1^2-(y_3+y_4)y_1+y_3y_4|}\\ &=\dfrac{|y_1-y_2|^2}{|y_1^2-(y_1+y_2)y_1+y_3y_4|}\\ &=\dfrac{|y_1-y_2|}{|-y_1y_2+y_3y_4|}\\ &=\dfrac{4m^2+4}{\left(m^2-\dfrac 13\right)^2},\end{split}\]结合已知条件解得 $m^2=\dfrac 23$(舍去)或 $m^2=\dfrac{1}{15}$,因此直线 $l$ 的斜率为 $\pm\sqrt{15}$.

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