Question

設(shè)雙曲線xy=1的兩支為C₁，C₂（如圖），正三角形PQR的三頂點(diǎn)位于此雙曲線上．
（1）求證：P、Q、R不能都在雙曲線的同一支上；
（2）設(shè)P（-1，-1）在C₂上，Q、R在C₁上，求頂點(diǎn)Q、R的坐標(biāo)．

Answer 1

【答案】分析：（1）設(shè)某個(gè)正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)都在同一支上，此三點(diǎn)坐標(biāo)為P（），O（），R（），則，由此導(dǎo)出tan∠POR＜0，從而∠POR為鈍角，即△POR不可能是正三角形．
（2）P（-1，-1），設(shè)O（），點(diǎn)P在直線y=x上，以P為圓心，|PO|為半徑作圓，此圓與雙曲線第一象限內(nèi)的另一交點(diǎn)R滿足|PO|=|PR|，由圓與雙曲線都與y=x對稱，知O與R關(guān)于y=x對稱，且在第一象限內(nèi)此兩條曲線沒有其他交點(diǎn)（二曲線的交點(diǎn)個(gè)數(shù)），于是R（，x₂），由此能夠求出頂點(diǎn)Q、R的坐標(biāo)．
解答：（1）證明：設(shè)某個(gè)正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)都在同一支上，
此三點(diǎn)坐標(biāo)為P（），O（），R（），
則，
k_PO==-，k_PR==-，
tan∠POR=＜0，
從而∠POR為鈍角，即△POR不可能是正三角形．
所以P、Q、R不能都在雙曲線的同一支上．
（2）解：P（-1，-1），設(shè)O（），點(diǎn)P在直線y=x上，
以P為圓心，|PO|為半徑作圓，
此圓與雙曲線第一象限內(nèi)的另一交點(diǎn)R滿足|PO|=|PR|，
由圓與雙曲線都與y=x對稱，
知O與R關(guān)于y=x對稱，
且在第一象限內(nèi)此兩條曲線沒有其他交點(diǎn)（二曲線的交點(diǎn)個(gè)數(shù)），
于是R（，x₂），
∴PO與y=x的夾角等于30°，PO所在直線的傾斜角等于75°，
tan75°==2+．
PO所在的直線方程為y+1=（2+）（x+1），
代入xy=1，
解得O（2-，2+），于是R（2+，2-）．
點(diǎn)評：本題考查三點(diǎn)不能都在雙曲線的同一支上的證明，考查雙曲線頂點(diǎn)坐標(biāo)的求法，難度大，綜合性強(qiáng)，解題時(shí)要認(rèn)真審題，仔細(xì)解答，注意合理地進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)化．