给定椭圆方程x2b2+y2a2=1 (a>b>0),求与这个椭圆有公共焦点的双曲线,使得以它们的交点为顶点的四
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解题思路:设所求双曲线的方程是x2α2−y2β2=−1,由题设知c2=α2+β2=a2-b2.由方程组x2b2+y2a2=1x2α2−y2c2−α2=−1,解得交点的坐标满足x2=b2α2c2,y2=a2(1−α2c2),即|x|=bαc,|y|=α1−α2c2.由此可推出相应的四边形顶点坐标.

设所求双曲线的方程是

x2

α2−

y2

β2=−1

由题设知c222=a2-b2

由方程组

x2

b2+

y2

a2=1

x2

α2−

y2

c2−α2=−1

解得交点的坐标满足x2=

b2α2

c2,y2=a2(1−

α2

c2),即|x|=

c,|y|=α

1−

α2

c2.

由椭圆和双曲线关于坐标轴的对称性知,以它们的交点为顶点的四边形是长方形,其面积S=4|xy|=4ab•

α

c

1−

α2

c2

因为S与

α2

c2(1−

α2

c2)同时达到最大值,

所以当(

a

c)2=

1

2时达到最大值2ab

这时α2=

1

2c2=

1

2(a2−b2),β2=

1

2c2=

1

2(a2−b2),

因此,满足题设的双曲线方程是

x2

1

2(a2−b2)−

y2

1

2(a2−b2)=−1.

相应的四边形顶点坐标是(

2

2b,

2

2a),(−

2

2b,

2

2a),(−

2

2b,−

2

2a),(

2

2b,−

2

2a).

点评:

本题考点: 直线与圆锥曲线的综合问题.

考点点评: 本题考查圆锥曲线的综合应用,解题时要认真审题,仔细解答.