Question

如图,已知曲线,曲线,P是平面上一点,若存在过点P的直线与都有公共点,则称P为“C₁—C₂型点”.

(1)在正确证明的左焦点是“C₁—C₂型点”时,要使用一条过该焦点的直线,试写出一条这样的直线的方程(不要求验证);

(2)设直线与有公共点,求证,进而证明原点不是“C₁—C₂型点”;

(3)求证:圆内的点都不是“C₁—C₂型点”.

Answer

 (1) C1的左焦点为“C1-C2型点”,且直线可以为;

(2)直线至多与曲线C1和C2中的一条有交点,即原点不是“C1-C2型点”.

(3)直线若与圆内有交点,则不可能同时与曲线C1和C2有交点,

即圆内的点都不是“C1-C2型点”.

【解析】

试题分析：

思路分析：(1)紧扣“C1-C2型点”的定义，确定C1的左焦点为“C1-C2型点”,且直线可以为;

(2)通过研究直线与C2有交点的条件，分别得到和 ，不可能同时成立，得到结论：直线至多与曲线C1和C2中的一条有交点,即原点不是“C1-C2型点”.

(3)显然过圆内一点的直线若与曲线C1有交点,则斜率必存在;

根据对称性,不妨设直线斜率存在且与曲线C2交于点,则

根据直线与圆内部有交点,得到 

化简得,............①

再根据直线与曲线C1有交点, 由方程组

化简得,.....②

由①②得, 

但此时,因为,即①式不成立;

当时,①式也不成立 ，得出结论。

【解析】
(1)C1的左焦点为,过F的直线与C1交于,与C2交于,故C1的左焦点为“C1-C2型点”,且直线可以为;

(2)直线与C2有交点,

则,若方程组有解,则必须;

直线与C2有交点,则

,若方程组有解,则必须 

故直线至多与曲线C1和C2中的一条有交点,即原点不是“C1-C2型点”.

(3)显然过圆内一点的直线若与曲线C1有交点,则斜率必存在;

根据对称性,不妨设直线斜率存在且与曲线C2交于点,则

直线与圆内部有交点,故 

化简得,............①

若直线与曲线C1有交点,则

化简得,.....②

由①②得, 

但此时,因为,即①式不成立;

当时,①式也不成立

综上,直线若与圆内有交点,则不可能同时与曲线C1和C2有交点,

即圆内的点都不是“C1-C2型点”.

考点：新定义问题，直线与圆的位置关系，直线与双曲线的位置关系，一元二次不等式的解法。