已知双曲线x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)\dfrac{{{x}^{2}}}{{{a}^{2}}}-\dfrac{{{y}^{2}}}{{{b}^{2}}}=1(a > 0,b > 0)与椭圆x212+y24=1\dfrac{{{x}^{2}}}{12}+\dfrac{{{y}^{2}}}{4}=1有共同焦点,且双曲线的一条渐近线方程为y=3xy=\sqrt{3}x,则该双曲线的方程为
A. x24−y212=1\dfrac{{{x}^{2}}}{4}-\dfrac{{{y}^{2}}}{12}=1
B. x212−y24=1\dfrac{{{x}^{2}}}{12}-\dfrac{{{y}^{2}}}{4}=1
C. x26−y22=1\dfrac{{{x}^{2}}}{6}-\dfrac{{{y}^{2}}}{2}=1
D. x22−y26=1\dfrac{{{x}^{2}}}{2}-\dfrac{{{y}^{2}}}{6}=1

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完整解法

1. 求出已知椭圆的焦点坐标及焦距平方 $c^2$

由椭圆方程 x212+y24=1\dfrac{x^2}{12} + \dfrac{y^2}{4} = 1 可知,焦点在 xx 轴上,且 ae2=12a_e^2 = 12,be2=4b_e^2 = 4。
根据椭圆中 a2,b2,c2a^2, b^2, c^2 的关系有:
c2=ae2−be2=12−4=8c^2 = a_e^2 - b_e^2 = 12 - 4 = 8。
所以椭圆的焦点坐标为 (±22,0)(\pm 2\sqrt{2}, 0)。

2. 建立关于双曲线参数 $a, b$ 的方程组

因为双曲线 x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)\dfrac{x^2}{a^2} - \dfrac{y^2}{b^2} = 1 (a > 0, b > 0) 与该椭圆有共同焦点,
所以双曲线的焦距平方也为 c2=8c^2 = 8,即 a2+b2=8a^2 + b^2 = 8①。
又因为双曲线焦点在 xx 轴上,其渐近线方程为 y=±baxy = \pm \dfrac{b}{a} x。
已知一条渐近线方程为 y=3xy = \sqrt{3}x,
所以 ba=3\dfrac{b}{a} = \sqrt{3},即 b2=3a2b^2 = 3a^2②。

3. 联立求解 $a^2, b^2$ 并写出双曲线方程

将②代入①可得:
a2+3a2=8  ⟹  4a2=8  ⟹  a2=2a^2 + 3a^2 = 8 \implies 4a^2 = 8 \implies a^2 = 2。
代入②得:
b2=6b^2 = 6。
因此,该双曲线的方程为 x22−y26=1\dfrac{x^2}{2} - \dfrac{y^2}{6} = 1。
对应选项 D。

答案

D

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