专题地图 › 双曲线
2025 年福建预赛
渐近线上点与平行线确定双曲线离心率
F3填空题双曲线
已知 F1,F2 为双曲线
C: a2x2−b2y2=1(a>0,b>0)
的左、右焦点。点 A 在第一象限且在双曲线的渐近线上,B 为线段 AF1 与双曲线的交点,且 BO∥AF2。若 ∣AF1∣=∣F1F2∣, 则双曲线的离心率为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:4
解析
提示
先在三角形 AF1F2 中利用中位线判断 B 是 AF1 的中点, 再用双曲线定义求 BF2。
思路
渐近线给出 OA 与焦点轴夹角的余弦,最后在三角形中使用余弦定理。
解答
记双曲线的半焦距为 c,则 F1F2=2c,OF1=OF2=c。 因为 O 是 F1F2 的中点且 BO∥AF2,所以在三角形 AF1F2 中, B 是 AF1 的中点。由 AF1=F1F2=2c,得到
AB=BF1=c.
又因 AF1=F1F2、F1O=F1B,且两三角形在 F1 处的夹角相等, 所以
△AF1O≅△F2F1B,AO=BF2.
若 B 在双曲线右支,则 BF1−BF2=2a,从而 AO=BF2=c−2a。但三角形 AF1O 的三边将满足 OF1+OA=c+(c−2a)<2c=AF1,矛盾。因此 B 在左支,故
BF2−BF1=2a,BF2=AO=2a+c.
点 A 在第一象限的渐近线 y=(b/a)x 上,因此
cos∠AOF2=ca,cos∠AOF1=−ca.
在三角形 AF1O 中使用余弦定理,得
(2c)2=c2+(2a+c)2−2c(2a+c)(−ca).
整理得
c2−3ac−4a2=0.
令离心率 e=c/a>1,则
e2−3e−4=0,
故
e=4.
复核
方程的两根为 4,−1,只有 4 满足双曲线离心率 e>1。 取 a=1,c=4,b=15 时,可取 A=(3/2,315/2)、 B=(−5/4,315/4),所有共线、平行与长度关系均成立。
方法总结
焦点、原点和平行线常构成三角形中位线;先确定分点关系,再用圆锥曲线定义把焦距写成 a,c。 渐近线斜率可直接给出方向余弦,使几何长度条件最终化成离心率的一元方程。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
先从平行关系识别B为中点,再判定左右支并把渐近线角余弦化为a/c,最终得到离心率方程。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:圆锥曲线的焦半径与准线距离、正弦定理与余弦定理
专题卡:轴向、离心率与渐近线、焦半径与三角形几何