Question

已知雙曲線y²-x²=1，過上焦點F₂的直線與下支交于A、B兩點，且線段AF₂、BF₂的長度分別為m、n．
（1）寫出直線AB的斜率k的取值范圍；
（2）證明mn≥1；
（3）當直線AB的斜率k∈[

1

3

，

5

5

]時，求mn的取值范圍．

Answer 1

（1）所求斜率的范圍是-1＜k＜1．
（說明：只要寫出范圍，不需考查過程）（2分）
（2）易知雙曲線上焦點為(0，

2

)．
設直線AB的方程為y=kx+

2

，A(x1，y1)，B(x2，y2)．
當k=0時，A、B兩點的橫坐標分別為1和-1，
此時mn=1．（4分）
當k≠0時，將y=kx+

2

代入雙曲線方程，消去x得(1-k2)y2-2

2

y+k2+2=0．（6分）
由雙曲線的第二定義，知m=-1+

2

y1，n=-1+

2

y2（8分）
所以，mn=1+2y1y2-

2

(y1+y2)=

1+k2

1-k2

=1+

2

1 k2 -1

＞1．
綜上，知mn≥1．（10分）
（3）記mn=λ，由（2）知，

1+k2

1-k2

=λ，
解得k2=

λ-1

λ+1

．
由

1

9

≤k2≤

1

5

，解得

4

5

≤λ≤

3

2

為所求．（14分）