问题 选择题

双曲线x2-y2=1的左焦点为F,点P是双曲线左支上位于x轴上方的任一点,则直线PF的斜率的取值范围是(  )

A.(-∞,0]∪[1,+∞)

B.(-∞,0)∪(1,+∞)

C.(-∞,-1)∪[1,+∞)

D.(-∞,-1)∪(0,+∞)

答案

设点P(x0,y0),根据点P是双曲线左支上位于x轴上方的点,可得

x02-y02=1,且x0<-1,y0>0

双曲线x2-y2=1中,a2=1,b2=1

∴c=

a2+b2
=
2
,得左焦点为F(-
2
,0)

因此直线PF的斜率为KPF=

y0
x0+
2
=
y02
x0+
2
=
x02-1
x0+
2

换元:设x0=

1
cosθ
,因为x0<-1,所以θ∈(
π
2
,π)且θ≠
4

KPF=

-tanθ
1
cosθ
+
2
=
-sinθ
1+
2
cosθ
=f(θ)

∵f'(θ)=(

-sinθ
1+
2
cosθ
)/=
-cosθ-
2
(1+
2
cosθ)
2
<0恒成立,

∴f(θ)在(

π
2
4
)和(
4
,π)上都是减函数

当θ∈(

π
2
4
)时,f(θ)<f(
π
2
)=-1;

当θ∈(

4
,π)时,f(θ)>f(π)=0

∴KPF<-1或KPF>0

故选D

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