一道双曲线的题目!急!高分!立刻!

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/27 19:46:54
已知曲线C:x^2-y|y|=1(|x|≤4) (1)若直线l:y=kx-1与曲线C有两个公共点,求k的取值范围。(2)若P为(0,p)(p>0),Q为曲线C上的点,求|PQ|的最小值。

曲线C:x^2-y|y|=1 (|x|≤4) ,当0≤y时,得x^2-y^2=1,是双曲线的两段C';当y≤0时,是圆x^2+y^2=1的下半圆C"。设A(-1,0)、B(1,0)、C(-4,√15)、D(4,√15)。(1) 若直线l:y=kx-1与曲线C有两个公共点,易知即0≤k<k_AD或k<k_AC,得 {k|0≤k≤(1/5)√15或k<(-1/3)√15}。(2)若P为(0,p)(p>0),Q为曲线C上的点,当Q在C"上时,易知Q为A或B时,|PQ|最小。所以可设Q(m,n)在C'上,m^2-n^2=1,1≤|m|≤4,0≤n≤√15;|PQ|^2=m^2+(p-n)^2=2n^2-2pn+p^2+1=2(n-p/2)^2+(1/2)p^2+1。所以当0<p≤2√15时,|PQ|最小值为√[1+(p^2)/2];当p>2√15时,|PQ|最小值为√(31+p^2-2p√15)。

(1)画图可知,曲线C的轨迹是由双曲线:x²-y²=1 (|x|≤4)的x轴以上部分,和圆:x²+y²=1的x轴以下部分拼合而成。注意到直线l是围绕一个定点(0,-1)转动的直线,而定点(0,-1)恰好在圆x²+y²=1的x轴以下部分之上,也就是说,直线l已经与曲线C有了一个公共点,除此之外还有一个公共点。
当k=0时,直线l与半圆相切,此时直线L与曲线C只有一个公共点;
当k逐渐增大,直至k=1时,直线L一直都与半圆有两个公共点,而且由于双曲线的渐近线斜率的绝对值为1,|k|<1,所以直线L与双曲线在第一、二象限无交点,也就是说直线L与曲线C只有两个交点。同理,当-1≤k<0时也一样符合条件。
当k>1时,直线L与半圆只有一个交点。y=kx-1与双曲线x²-y²=1联立消去y得:
(k²-1)x²-2kx+2=0,△=4k²-8(k²-1)=8-4k²
令△=0解得k=√2,令x=4解得k=(1+√15)/4
所以当1<k<(1+√15)/4以及k=√2时,直线