∫π每天一道数学题

A,BA,B 为双曲线 x2−y29=1x^2-\frac{y^2}{9}=1 上两点,下列四个点中,可为线段 ABAB 中点的是( )

A. (1,1)(1,1)

B. (−1,2)(-1,2)

C. (1,3)(1,3)

D. (−1,−4)(-1,-4)

参考解析

C:x2−y29=1C:x^2-\dfrac{y^2}{9}=1。A(x1,y1),B(x2,y2)A(x_1,y_1),B(x_2,y_2) 在 CC 上,中点 M=(m,n)=(x1+x22,y1+y22)M=(m,n)=(\dfrac{x_1+x_2}{2},\dfrac{y_1+y_2}{2})。

点差法:x12−y129=1x_1^2-\dfrac{y_1^2}{9}=1,x22−y229=1x_2^2-\dfrac{y_2^2}{9}=1。

相减:(x1−x2)(x1+x2)−(y1−y2)(y1+y2)9=0(x_1-x_2)(x_1+x_2)-\dfrac{(y_1-y_2)(y_1+y_2)}{9}=0

2m(x1−x2)=2n(y1−y2)92m(x_1-x_2)=\dfrac{2n(y_1-y_2)}{9}

y1−y2x1−x2=9mn\dfrac{y_1-y_2}{x_1-x_2}=\dfrac{9m}{n}(中点弦斜率)。

需 A,BA,B 为双曲线同支上两点(x1,x2x_1,x_2 同号或异号但线段与双曲线相交)。

检查选项:

A. (1,1)(1,1):k=9⋅11=9k=\dfrac{9\cdot 1}{1}=9。M=(1,1)M=(1,1) 在两支之间(1−1/9=8/9<11-1/9=8/9<1,不在曲线上,但在右支内侧)。直线 y−1=9(x−1)y-1=9(x-1) 与 CC 联立。x2−(9x−8)29=1x^2-\dfrac{(9x-8)^2}{9}=1,9x2−(9x−8)2=99x^2-(9x-8)^2=9,9x2−81x2+144x−64=99x^2-81x^2+144x-64=9,−72x2+144x−73=0-72x^2+144x-73=0,Δ=1442−4⋅72⋅73=20736−21024=−288<0\Delta=144^2-4\cdot 72\cdot 73=20736-21024=-288<0。无解。×\times

B. (−1,2)(-1,2):k=9⋅(−1)2=−92k=\dfrac{9\cdot(-1)}{2}=-\dfrac{9}{2}。MM 在 CC 内侧(1−4/9=5/9<11-4/9=5/9<1)。直线 y−2=−92(x+1)y-2=-\dfrac{9}{2}(x+1)。联立... Δ\Delta 需 >0>0。9x2−(−92x−52)2⋅...99x^2-\dfrac{(-\frac{9}{2}x-\frac{5}{2})^2\cdot... }{9}...

C. (1,3)(1,3):MM 在 CC 上(1−9/9=0≠11-9/9=0\neq 1)。1−1=0<11-1=0<1。k=9/3=3k=9/3=3。直线 y−3=3(x−1)y-3=3(x-1),y=3xy=3x。x2−9x29=x2−x2=0≠1x^2-\dfrac{9x^2}{9}=x^2-x^2=0\neq 1。无交点。×\times

D. (−1,−4)(-1,-4):k=−9−4=94k=\dfrac{-9}{-4}=\dfrac{9}{4}。MM:1−16/9=−7/9<11-16/9=-7/9<1。直线 y+4=94(x+1)y+4=\dfrac{9}{4}(x+1),y=94x−74y=\dfrac{9}{4}x-\dfrac{7}{4}。

联立:x2−(94x−74)29=1x^2-\dfrac{(\frac{9}{4}x-\frac{7}{4})^2}{9}=1,9x2−(9x−7)216=99x^2-\dfrac{(9x-7)^2}{16}=9,144x2−(9x−7)2=144144x^2-(9x-7)^2=144,144x2−81x2+126x−49=144144x^2-81x^2+126x-49=144,63x2+126x−193=063x^2+126x-193=0。Δ=1262+4⋅63⋅193=15876+48636=64512>0\Delta=126^2+4\cdot 63\cdot 193=15876+48636=64512>0。有解。✓\checkmark

验证两交点中点为 (−1,−4)(-1,-4):x1+x2=−12663=−2x_1+x_2=\dfrac{-126}{63}=-2,x1+x22=−1\dfrac{x_1+x_2}{2}=-1。✓\checkmark

答案

选 D。(−1,−4)(-1,-4) 可为 ABAB 中点。

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