题型: 解答题 难度: 一般
设双曲线C:
-
=1的右焦点为F2,过点F2的直线l与双曲线C相交于A,B两点,直线l的斜率为
,且
=2
;
(1)求双曲线C的离心率;
(2)如果F1为双曲线C的左焦点,且F1到l的距离为?
,求双曲线C的方程.
答案
作双曲线的右准线L:x=
,
分别作AA1⊥L,BB1⊥L,垂足分别为A1、B1,作BH⊥AA1,交AA1于H,
根据双曲线第二定义,
=
=e,(e是离心率),
∵
=2
,
∴|AA1|=2|BB1|=2|A1H|,
∴H为线段AA1的中点,故|A1H|=|AH|,
设|BB1|=m,则|AH|=m,|AA1|=2m①
∵直线AB的斜率为
,设AB与x轴成角为θ,则tanθ=
,即
=
,
∴|BH|=
|AH|=
m,
∴在直角三角形BHA中,|AB|=6m;
∴|AF2|=4m,②
由①②得:e=
=
=2;
(2)∵直线方程l为:y=
(x-c),即
x-y-
c=0,
左焦点F1至AB距离d=
=
=
,
又F1到l的距离为?
,
∴
=
,
∴c=2,又e=
=2,
∴a=1,b=
,
∴双曲线方程为:x2-
=1.
Q:双曲线 C 的离心率是如何定义的?
A:对于双曲线 C:x²/a² - y²/b² = 1,离心率 e = c/a,其中 c 是焦点到中心的距离,a 是双曲线实半轴长。
Q:在本题中,如何根据已知条件得到|AF₂|与|AA₁|的关系?
A:因为 AF₂ = 2F₂B,根据双曲线第二定义|AF₂|/|AA₁| = |BF₂|/|BB₁| = e,且|AA₁| = 2|BB₁| = 2|A₁H|,H 为线段 AA₁ 中点,所以|AF₂| = 2|F₂B|,进而得到|AF₂|/|AA₁|的关系。
Q:直线 l 的斜率在解题中有什么作用?
A:直线 l 的斜率为 3/5,通过它可以得出|BH|与|AH|的关系,即|BH|/|AH| = 3/5。
Q:直角三角形 BHA 中,|AB|是如何计算出来的?
A:已知|AH| = m,|BH| = 3/5|AH| = 3/5m,根据勾股定理可得|AB| = √(|AH|² + |BH|²) = 6m。
Q:求离心率 e 的过程中,用到了哪些关键步骤?
A:利用 AF₂ = 2F₂B 得出|AA₁|与|BB₁|的关系,进而得到|AF₂|与|AA₁|的关系,从而计算出离心率 e = |AF₂|/|AA₁|。
Q:双曲线 C 的方程是如何得出的?
A:先求出离心率 e 和 c 的值,再根据 e = c/a 和 c² = a² + b²,以及已知的 a、b、c 关系求出 a、b 的值,进而得到双曲线方程。
Q:直线 l 的方程是怎么确定的?
A:已知直线 l 过右焦点 F₂,斜率为 3/5,设右焦点坐标为(c,0),可得直线方程为 y = 3/5(x - c),即 3/5x - y - 3/5c = 0。
Q:左焦点 F₁ 至 AB 的距离公式是什么?
A:左焦点 F₁ 至 AB 的距离 d = |-3/5c - 0 - 3/5c|/√((3/5)² + 1) = 2√35c/6 = √35c/3。
Q:已知 F₁ 到 l 的距离为√235/3,如何求出 c 的值?
A:因为左焦点 F₁ 至 AB 的距离 d = √35c/3,又已知 F₁ 到 l 的距离为√235/3,所以√35c/3 = √235/3,从而解得 c = 2。
Q:当 e = c/a = 2,c = 2 时,a 的值是多少?
A:由 e = c/a = 2,c = 2,可得 a = c/2 = 1。