∫π每天一道数学题
“数学研究如同尼罗河,始于细微,终于壮阔。——科尔顿”
  1. 已知双曲线 x2a2−y2b2=1\frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{b^2}=1(a>0a>0,b>0b>0)的左焦点为 FF,AA 是右顶点,PP 是双曲线上一点,满足 ∣FA∣=∣FP∣|FA|=|FP|,∠FAP=30°\angle FAP=30°,则双曲线离心率为( )

A. 44

B. 83\frac{8}{3}

C. 85\frac{8}{5}

D. 43\frac{4}{3}

参考解析

由 ∣FA∣=∣FP∣|FA|=|FP|,∠FAP=30°\angle FAP=30°,△FAP\triangle FAP 为等腰三角形,FA=FPFA=FP,∠FAP=∠AFP=30°\angle FAP=\angle AFP=30°,∠AFP=30°\angle AFP=30°,∠FPA=120°\angle FPA=120°。

F(−c,0)F(-c,0),A(a,0)A(a,0),∣FA∣=a+c|FA|=a+c,∣FP∣=a+c|FP|=a+c。

设 P(x0,y0)P(x_0,y_0) 在双曲线上,FA→=(a+c,0)\overrightarrow{FA}=(a+c,0),FP→=(x0+c,y0)\overrightarrow{FP}=(x_0+c,y_0)。

∣FA→∣=∣FP→∣|\overrightarrow{FA}|=|\overrightarrow{FP}|,即 (x0+c)2+y02=(a+c)2(x_0+c)^2+y_0^2=(a+c)^2。

由 ∠FAP=30°\angle FAP=30°,AF→⋅AP→=∣AF∣∣AP∣cos⁡30°\overrightarrow{AF}\cdot\overrightarrow{AP}=|AF||AP|\cos 30°。

AF→=(−(a+c),0)\overrightarrow{AF}=(-(a+c),0),AP→=(x0−a,y0)\overrightarrow{AP}=(x_0-a,y_0)。

AF→⋅AP→=−(a+c)(x0−a)\overrightarrow{AF}\cdot\overrightarrow{AP}=-(a+c)(x_0-a)。

∣AF∣=a+c|AF|=a+c,∣AP∣=a+c|AP|=a+c(等腰三角形)。

−(a+c)(x0−a)=(a+c)2⋅32-(a+c)(x_0-a)=(a+c)^2\cdot\frac{\sqrt{3}}{2},−(x0−a)=(a+c)⋅32-(x_0-a)=(a+c)\cdot\frac{\sqrt{3}}{2}。

x0=a−32(a+c)x_0=a-\frac{\sqrt{3}}{2}(a+c)。

又 PP 在双曲线上,x02a2−y02b2=1\frac{x_0^2}{a^2}-\frac{y_0^2}{b^2}=1。

由 (x0+c)2+y02=(a+c)2(x_0+c)^2+y_0^2=(a+c)^2 和 x02−a2=a2b2y02x_0^2-a^2=\frac{a^2}{b^2}y_0^2,联立可得 e=ca=43e=\frac{c}{a}=\frac{4}{3}。

答案选 D。

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