懸力无限的焦点三角形

2022-04-05 13:51廖庆伟
中学生数理化·高二版 2022年2期
关键词:余弦定理平分线双曲线

廖庆伟

与焦点三角形有关的问题在双曲线中经常出现,常考题型是求离心率、角度、面积、最值、焦点弦、距离等问题。解题时一般用到定义、正弦定理或余弦定理,也涉及三个基本量间的关系,故要仔细审题,选准解题方法。

一、离心率问题

解析:由(OP+OF2)·F2户=0,得(O3+OF2)·(O2-OF2)=0,即1OP12-1OF212=0,所以1OP|=OF21=c。

在△PF1F2中,边F1F2上的中线等于|F1F2|的-半,则PF1⊥PF2,即|PF1|2+|PF212=4c2。由|PF1|-|PF2|=2a,及题意可得|PF:|=3|PF2|=(3+3)a,|PF2|=(1+/3)a。

则F1F2=2c,且F1F2=2PF2,所以e=3+1,选A。

点评:解决双曲线的离心率的求值及范围问题的关键就是确立一个关于α,b,c的方程或不等式,再根据α,b,c的关系消掉b得到a,c的关系式,建立关于a,b,c的方程或不等式时,要充分利用双曲线的几何性质、点的坐标的取值范围等知识。

二、角度问题

例2(2021年安徽黄山市-诊)双曲与直线x+2y+1=0垂直,F,,F,为双曲线C的焦点,A为双曲线C上一点,若F1A=2|F2A|,则cos∠AF2F1等于()。

解析:因为双曲线的-条渐近线与直线x+2y+1=0垂直,所以b=2a。

又F1A=2|F2A,且|F1A|-F2A=2a,所以|F2A|=2a,|F1A|=4a。

从而c2=5a2,则2c=2/5a。

点评:在“焦点三角形”中,常利用正弦定理、余弦定理,并且结合||PF1|-|PF2「=2a,经常运用平方的方法解题。

三、面积问题

的左、右焦点,P是双曲线在第一象限内的一点,且3|PF1=4PF2|,则△PF1F2的面积等于()。

A.4/2

B.83

C.24

D.48

故选C。

点评:在应用双曲线定义时,要注意定義中的条件,搞清所求轨迹是双曲线还是双曲线的-支,若是双曲线的-支,则需确定是那一支。

四、取值范围与最值问题

例4已知M(xo,yo)是双曲线C:

点评:点在双曲线上,则,点的坐标满足双曲线方程。

例5已知动点P在双曲线C:x2-

点评:用基本不等式求最值,应注意等号成立的条件。

五、焦半径问题

故PF2=PF1+8=17。

点评:圆锥曲线上任意一点M与圆锥曲线焦点的连线段,叫作圆锥曲线的焦半径。圆锥曲线上一点到焦,点的距离不是定值。

六、距离问题

例7已知O为坐标原点,设F1、F2分别是双曲线x2-y2=1的左、右焦点,P为双曲线左支上任一点,过点F1作∠F1PF2的平分线的垂线,垂足为H,则OH=

解析:如图1所示,

延长F1H交PF2于点Q。

由PH为∠F1PF2的平分线及PH⊥FQ,可知PF1=PQ。根据双曲线的定义,得|PF2|-|PF1I=2,从而|QF2|=2。

在△FQF2中,易知OH为中位线,故OH=1。

点评:双曲线x2-y2=1是等轴双曲线,其离心率为2,渐近线方程为y=士x,角平分线上的点到角的两边的距离相等。注意OP不是∠F1PF2的角平分线。

(责任编辑 徐利杰)

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