问题 解答题
已知双曲线C:
x2
a2
-
y2
b2
=1(a>0,b>0)
的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为e.直线l:y=ex+a与x轴、y轴分别交于A,B两点.
(1)求证:直线l与双曲线C只有一个公共点;
(2)设直线l与双曲线C的公共点为M,且
AM
AB
,证明:λ+e2=1;
(3)设P是点F1关于直线l的对称点,当△PF1F2为等腰三角形时,求e的值.
答案

(1)证明:因为A、B分别是直线l:y=ex+a与x轴、y轴的交点,

所以点A、B的坐标分别是A(-

a2
c
,0),B(0,a),

y=ex+a
x2
a2
-
y2
b2
=1
整理得x2+2cx+c2=0,解得
x=-c
y=-
b2
a
M(-c,-
b2
a
)

所以直线l与双曲线C只有一个公共点、…(3分)

(2)因为

AM
AB
,所以(-c+
a2
c
,-
b2
a
)=λ(
a2
c
,a)

所以-

b2
a
=λa,λ=-
b2
a2
=-
c2-a2
a2
=1-e2
,即λ+e2=1…(6分)

(3)(ⅰ)因为直线AB为F1P的中垂线,而F2不在直线AB上(点A与F2不重合),

所以|F2F1|≠|F2P|;…(7分)

(ⅱ)若|F2F1|=|F1P|,则

1
2
|F1P|=
1
2
|F1F2|,

所以

|e(-c)+0+a|
1+e2
=c,整理得3c2=a2,所以e=
3
3
<1
,不符合题意.…(9分)

(ⅲ)若|PF2|=|PF1|,则点P在y轴上,设P(0,yp),则kPF1=

yp
0-(-c)
=-
1
kAB
=-
a
c

所以yP=-a,即P(0,-a),

设N是PF1的中点,则N(-

c
2
,-
a
2
),代入直线l的方程,得-
a
2
=e(-
c
2
)+a

整理得c2=3a2,e2=3,所以e=

3
.…(12分)

综上,当△PF1F2为等腰三角形时,e=

3

单项选择题
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