15解析几何★★★★☆
已知双曲线
a2x2−b2y2=1(
a>0,
b>0)的左,右焦点分别为
F1(−c,0),
F2(c,0). 若双曲线上存在一点
P 使
sin∠PF2F1sin∠PF1F2=ca,则该双曲线的离心率的取值范围为______.
\begin{answer}
(1,2+1)
\end{answer}
\begin{solution}
在三角形
PF1F2 中,由正弦定理
sin∠PF2F1sin∠PF1F2=PF1PF2=ca=e1<1
故
PF2<PF1,点
P 在双曲线的右支,并且双曲线定义给出
PF1−PF2=2a
令
PF1=r1,
PF2=r2,则
r2=er1,从而
r1=e−12ae,
r2=e−12a.
三角形存在的必要条件是
r1+r2>F1F2=2c=2ae,于是
e−12a(e+1)>2ae⟺e2−2e−1<0
结合双曲线离心率
e>1,得
1<e<1+2
反之,在此范围内,除
r1+r2>2c
外,还有
r2+2c−r1=2c−2a=2a(e−1)>0,
r1+2c−r2=2a+2c>0.
所以三边
r1,
r2,
2c 满足三角形不等式,且
r1−r2=2a,可构成右支上一点
P,故范围正是
(1,1+2)
\end{solution}
2009 · 重庆 · 理 · 第 15 题 · 填空题