内容正文:
串讲05 双曲线及其方程
选择性必修第一册 人教B版(2019) 数学 期中考点大串讲
考场练兵
典例剖析
01
02
03
目
录
考点透视
01 考点透视
考点1.双曲线的定义
<
||PF1|-|PF2||=2a
焦点
焦距
考点2.双曲线的标准方程
(±c,0)
(0,±c)
考点3.双曲线的几何性质
考点4.双曲线的几何性质
(±c,0)
(0,±c)
|F1F2|=2c
c2=a2+b2
|x|≥a,y∈R
|y|≥a,x∈R
关于x轴、y轴和原点对称
(±a,0)
(0,±a)
实轴长=2a,虚轴长=2b
考点5.等轴双曲线
实轴长与虚轴长相等
x2-y2=λ(λ≠0)
y=±x
考点6.对双曲线的几何性质的五点认识
考点6.对双曲线的几何性质的五点认识
02 典例透析
考点1. 双曲线的定义
考点2.求双曲线的标准方程
考点3.双曲线的定义及标准方程的应用
考点3.双曲线的定义及标准方程的应用
考点4.双曲线的图象及其性质
考点4.双曲线的图象及其性质
考点4.双曲线的图象及其性质
考点5.利用双曲线的定义求轨迹方程
考点5.利用双曲线的定义求轨迹方程
考点5.利用双曲线的定义求轨迹方程
考点6. 双曲线的几何性质
考点7.由双曲线的几何性质求标准方程
考点7.由双曲线的几何性质求标准方程
考点7.由双曲线的几何性质求标准方程
考点8. 双曲线的离心率问题
考点9.双曲线的渐近线问题
考点9.双曲线的渐近线问题
03 考场练兵
1或5
知识点
一般地,如果F1,F2是平面内的两个定点,a是一个正常数,且2aeq \x(\s\up1(01))_____|F1F2|,则平面上满足eq \x(\s\up1(02))____________________的动点P的轨迹称为双曲线,其中,两个定点F1,F2称为双曲线的eq \x(\s\up1(03))_____,两个焦点的距离|F1F2|称为双曲线的eq \x(\s\up1(04))_______.
知识点
焦点位置
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
标准方程
eq \x(\s\up1(01))___________________
eq \x(\s\up1(02))___________________
焦点坐标
eq \x(\s\up1(03))_______________
eq \x(\s\up1(04))_____________
a,b,c的关系
c2=a2+b2
eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)
eq \f(y2,a2)-eq \f(x2,b2)=1(a>0,b>0)
知识点
焦点位置
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
标准方程
eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)
eq \f(y2,a2)-eq \f(x2,b2)=1(a>0,b>0)
性质
焦点
eq \x(\s\up1(01))______________
eq \x(\s\up1(02))__________
焦距
eq \x(\s\up1(03))________________
a,b,c关系
eq \x(\s\up1(04))________________
范围
eq \x(\s\up1(05))________________
eq \x(\s\up1(06))________________
对称性
eq \x(\s\up1(07))________________________________
顶点
eq \x(\s\up1(08))________________
eq \x(\s\up1(09))________________
轴长
eq \x(\s\up1(10))__________________________
渐近线
eq \x(\s\up1(11))________________
eq \x(\s\up1(12))________________
离心率
eq \x(\s\up1(13))________________
y=±eq \f(b,a)x
y=±eq \f(a,b)x
e=eq \f(c,a)(e>1)
知识点
eq \x(\s\up1(01))___________________的双曲线称为等轴双曲线.等轴双曲线具有以下性质:
(1)方程形式为eq \x(\s\up1(02))___________________;
(2)渐近线方程为eq \x(\s\up1(03))___________________,它们互相垂直,并且平分双曲线实轴和虚轴所成的角;
(3)离心率e=eq \x(\s\up1(04))_____________.
eq \r(2)
知识点
(1)双曲线的焦点决定双曲线的位置.
(2)双曲线的范围决定了双曲线的开放性和无限延展性,由双曲线的方程eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0),得eq \f(x2,a2)=1+eq \f(y2,b2)≥1,所以x2≥a2,所以|x|≥a,即x≤-a或x≥a.
(3)双曲线的离心率和渐近线刻画了双曲线的开口大小,对于双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1,因为c>a>0,所以e>1,则eq \f(b,a)=eq \f(\r(c2-a2),a)=eq \r(\f(c2-a2,a2))=eq \r(e2-1),这说明e越趋近于1,则eq \f(b,a)的值越小,因此双曲线的渐近线所夹的双曲线区域越狭窄.
(4)对称性:由双曲线的方程eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0),若P(x,y)是双曲线上任意一点,则P1(-x,y),P2(x,-y),P3(-x,-y)均在双曲线上,P与P1,P2,P3分别关于y轴、x轴、原点对称,因此双曲线分别关于y轴、x轴、原点对称.双曲线的顶点有两个,而椭圆有四个.
(5)双曲线上的所有点中,到给定焦点距离最小的点,是离该焦点最近的实轴的端点.
【例题1】
已知定点F1(-2,0),F2(2,0),在平面内满足下列条件的动点P的轨迹中为双曲线的是( )
A.|PF1|-|PF2|=±3
B.|PF1|-|PF2|=±4
C.|PF1|-|PF2|=±5
D.|PF1|2-|PF2|2=±4
解析 当|PF1|-|PF2|=±3时,||PF1|-|PF2||=3<|F1F2|=4,满足双曲线的定义,所以点P的轨迹是双曲线.
【例题2】(2024·南昌第十中学高二月考)在双曲线的标准方程中,若a=6,b=8,则其标准方程是( )
A.eq \f(y2,36)-eq \f(x2,64)=1
B.eq \f(x2,64)-eq \f(y2,36)=1
C.eq \f(x2,36)-eq \f(y2,64)=1
D.eq \f(x2,36)-eq \f(y2,64)=1或eq \f(y2,36)-eq \f(x2,64)=1
解析 在双曲线的标准方程中,a=6,b=8,当双曲线的焦点在x轴上时,它的标准方程是eq \f(x2,36)-eq \f(y2,64)=1;当双曲线的焦点在y轴上时,它的标准方程是eq \f(y2,36)-eq \f(x2,64)=1.所以双曲线的标准方程是eq \f(x2,36)-eq \f(y2,64)=1或eq \f(y2,36)-eq \f(x2,64)=1.故选D.
(x2,m-2)【例题3】(2024·滨海新区校级期中)“m>2”是“方程-eq \f(y2,m-1)=1表示双曲线”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
解析 方程eq \f(x2,m-2)-eq \f(y2,m-1)=1表示双曲线,则(m-2)(m-1)>0,解得m<1或m>2,所以“m>2”是“方程eq \f(x2,m-2)-eq \f(y2,m-1)=1表示双曲线”的充分不必要条件.故选A.
(x2,9)【例题4】如图,F1,F2是双曲线-eq \f(y2,16)=1的两个焦点.
①若双曲线上一点M到它的一个焦点的距离等于16,求点M到另一个焦点的距离;
②若P是双曲线左支上的点,且|PF1|·|PF2|=32,试求△F1PF2的面积.
解 因为双曲线的标准方程为eq \f(x2,9)-eq \f(y2,16)=1,故a=3,b=4,c=eq \r(a2+b2)=5.
①由双曲线的定义得||MF1|-|MF2||=2a=6,又双曲线上一点M到它的一个焦点的距离等于16,假设点M到另一个焦点的距离等于x,则|16-x|=6,解得x=10或x=22.
由于c-a=5-3=2,10>2,22>2,故点M到另一个焦点的距离为10或22.
②将||PF2|-|PF1||=2a=6两边平方得
|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|=36,
所以|PF1|2+|PF2|2=36+2|PF1|·|PF2|=36+2×32=100.
在△F1PF2中,由余弦定理得
cos∠F1PF2=eq \f(|PF1|2+|PF2|2-|F1F2|2,2|PF1|·|PF2|)
=eq \f(100-100,2|PF1|·|PF2|)=0,
所以∠F1PF2=90°,
所以S△F1PF2=eq \f(1,2)|PF1|·|PF2|=eq \f(1,2)×32=16.
(2)【例题5】如图,在△ABC中,已知|AB|=4,且三内角A,B,C满足2sinA+sinC=2sinB,建立适当的坐标系,求顶点C的轨迹方程,并指出它表示什么曲线.
解 如图,以AB边所在直线为x轴,AB的垂直平分线为y轴,建立如图所示的平面直角坐标系,
则A(-2eq \r(2),0),B(2eq \r(2),0).
由正弦定理得sinA=eq \f(|BC|,2R),
sinB=eq \f(|AC|,2R),sinC=eq \f(|AB|,2R).
因为2sinA+sinC=2sinB,
所以2|BC|+|AB|=2|AC|,
即|AC|-|BC|=eq \f(|AB|,2).
从而有|CA|-|CB|=eq \f(1,2)|AB|=2eq \r(2)<|AB|.
所以由双曲线的定义知,点C的轨迹为双曲线的右支且不包括点(eq \r(2),0).
因为a=eq \r(2),c=2eq \r(2),所以b2=c2-a2=6.
所以顶点C的轨迹方程为eq \f(x2,2)-eq \f(y2,6)=1(x>eq \r(2)).
故顶点C的轨迹为双曲线的右支且除去点(eq \r(2),0).
【例题6】求双曲线9y2-4x2=-36的顶点坐标、焦点坐标、实轴长、虚轴长、离心率和渐近线方程,并作出草图.
解 将9y2-4x2=-36变形为eq \f(x2,9)-eq \f(y2,4)=1,
即eq \f(x2,32)-eq \f(y2,22)=1,所以a=3,b=2,c=eq \r(13),
因此顶点坐标为(-3,0),(3,0),
焦点坐标为(-eq \r(13),0),(eq \r(13),0),
实轴长2a=6,虚轴长2b=4,离心率e=eq \f(c,a)=eq \f(\r(13),3),渐近线方程为y=±eq \f(b,a)x=±eq \f(2,3)x.
作出草图如图:
【例题7】分别求满足下列条件的双曲线的标准方程:
(1)虚轴长为12,离心率为eq \f(5,4);
(2)顶点间距离为6,渐近线方程为y=±eq \f(3,2)x.
解 (1)设双曲线的标准方程为eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1或eq \f(y2,a2)-eq \f(x2,b2)=1(a>0,b>0).
由题意知2b=12,eq \f(c,a)=eq \f(5,4)且c2=a2+b2,
∴b=6,c=10,a=8,
∴双曲线的标准方程为eq \f(x2,64)-eq \f(y2,36)=1或eq \f(y2,64)-eq \f(x2,36)=1.
(2)解法一:当焦点在x轴上时,
由eq \f(b,a)=eq \f(3,2)且a=3得b=eq \f(9,2),
∴所求双曲线的标准方程为eq \f(x2,9)-eq \f(y2,\f(81,4))=1;
当焦点在y轴上时,由eq \f(a,b)=eq \f(3,2)且a=3得b=2,
∴所求双曲线的标准方程为eq \f(y2,9)-eq \f(x2,4)=1.
故双曲线的标准方程为eq \f(x2,9)-eq \f(y2,\f(81,4))=1或eq \f(y2,9)-eq \f(x2,4)=1.
解法二:设以y=±eq \f(3,2)x为渐近线的双曲线的方程为eq \f(x2,4)-eq \f(y2,9)=λ(λ≠0),
当λ>0时,a2=4λ,∴2a=2eq \r(4λ)=6⇒λ=eq \f(9,4);
当λ<0时,a2=-9λ,
∴2a=2eq \r(-9λ)=6⇒λ=-1.
∴双曲线的标准方程为eq \f(x2,9)-eq \f(y2,\f(81,4))=1或eq \f(y2,9)-eq \f(x2,4)=1.
(x2,a2)【例题8】(2024·西安第七十五中学高二期中)过双曲线-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的右焦点作x轴的垂线,交双曲线于A,B两点,以AB为直径的圆恰好过双曲线的左焦点,则双曲线的离心率为________.
解析 设双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的右焦点作x轴的垂线,交双曲线于A,B两点,则|AB|=eq \f(2b2,a),又因为以AB为直径的圆恰好过双曲线的左焦点,所以|F1F2|=eq \f(1,2)|AB|,即2c=eq \f(b2,a),所以c2-2ac-a2=0,则e2-2e-1=0,解得e=1+eq \r(2)或e=1-eq \r(2)(舍去).
1+eq \r(2)
(y2,a2)【例题9】(2024·开封高中高二月考)已知双曲线C:-eq \f(x2,b2)=1(a>0,b>0)的焦点F到渐近线的距离与顶点A到渐近线的距离之比为3∶1,则双曲线C的渐近线方程为( )
A.y=±2eq \r(2)x
B.y=±eq \r(2)x
C.y=±eq \f(\r(2),2)x
D.y=±eq \f(\r(2),4)x
解析 根据题意,可设一条渐近线为by-ax=0,取F(0,c),A(0,a),所以eq \f(\f(|bc|,\r(a2+b2)),\f(|ba|,\r(a2+b2)))=3,解得c=3a,因为c2=a2+b2,故b2=8a2,因此双曲线C的渐近线方程为y=±eq \f(a,b)x=±eq \f(\r(2),4)x.故选D.
1.(2024·平顶山汝州第二高级中学高二月考)如果双曲线eq \f(x2,64)-eq \f(y2,36)=1上一点P到焦点F1的距离等于6,那么点P到另一焦点F2的距离是( )
A.6
B.12
C.16
D.22
解析 由题意得||PF1|-|PF2||=2a=16,又|PF1|=6,所以|PF2|=22.
2.(2024·十堰柳林中学高二质检)若点M在双曲线eq \f(x2,16)-eq \f(y2,4)=1上,双曲线的焦点为F1,F2,且|MF1|=3|MF2|,则|MF2|=( )
A.2
B.4
C.8
D.12
解析 双曲线中a2=16,则a=4,由|MF1|=3|MF2|,知点M在双曲线的右支上,又由双曲线的定义可得|MF1|-|MF2|=2a=8,所以3|MF2|-|MF2|=8,解得|MF2|=4.故选B.
3.已知方程eq \f(x2,m2+n)-eq \f(y2,3m2-n)=1表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为4,则n的取值范围是( )
A.(-1,3)
B.(-1,eq \r(3))
C.(0,3)
D.(0,eq \r(3))
解析 解法一:∵双曲线两焦点间的距离为4,∴c=2,当焦点在x轴上时,可得c2=4=m2+n+3m2-n,解得m2=1,∵方程eq \f(x2,m2+n)-eq \f(y2,3m2-n)=1表示双曲线,∴(m2+n)(3m2-n)>0,可得(n+1)(3-n)>0,解得-1<n<3,即n的取值范围是(-1,3);当焦点在y轴上时,可得-4=(m2+n)+(3m2-n),解得m2=-1,无解.故选A.
解法二:∵方程eq \f(x2,m2+n)-eq \f(y2,3m2-n)=1表示双曲线,则(m2+n)(3m2-n)>0,∴-m2<n<3m2,∴m2+n>0,3m2-n>0,∴c2=(m2+n)+(3m2-n)=4m2=4,解得m2=1,∴-1<n<3.故选A.
4.已知双曲线eq \f(y2,m)-eq \f(x2,2)=1,直线l过其上焦点F2,交双曲线上支于A,B两点,且|AB|=4,F1为双曲线下焦点,△ABF1的周长为18,则m的值为( )
A.8
B.9
C.10
D.eq \f(25,4)
解析 由题意知|AB|+|AF1|+|BF1|=18,又|AB|=4,所以|AF1|+|BF1|=14.根据双曲线的定义可知2a=|AF1|-|AF2|=|BF1|-|BF2|,所以4a=|AF1|+|BF1|-(|AF2|+|BF2|)=14-4=10,解得a=eq \f(5,2),所以m=a2=eq \f(25,4).故选D.
5.双曲线x2-eq \f(y2,3)=1的渐近线方程是( )
A.y=±3x
B.y=±eq \f(1,3)x
C.y=±eq \r(3)x
D.y=±eq \f(\r(3),3)x
解析 因为a=1,b=eq \r(3),所以其渐近线方程为y=±eq \f(b,a)x=±eq \r(3)x.故选C.
6.(2024·榆林第十中学高二月考)以双曲线eq \f(x2,3)-y2=1的焦点为顶点,离心率为eq \r(3)的双曲线的标准方程为( )
A.eq \f(x2,32)-eq \f(y2,16)=1
B.eq \f(x2,16)-eq \f(y2,32)=1
C.eq \f(x2,8)-eq \f(y2,4)=1
D.eq \f(x2,4)-eq \f(y2,8)=1
解析 双曲线eq \f(x2,3)-y2=1的焦点在x轴上,且焦点坐标为(±2,0),故可设新双曲线的标准方程为eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0),则新双曲线的顶点坐标为(±2,0),即a=2,∵离心率为eq \r(3),∴eq \f(c,a)=eq \r(3),得c=2eq \r(3),则b2=c2-a2=12-4=8,即新双曲线的标准方程为eq \f(x2,4)-eq \f(y2,8)=1.故选D.
7.(多选)双曲线C:eq \f(x2,9)-eq \f(y2,16)=λ(λ≠0),当λ变化时,下列说法正确的是( )
A.焦点坐标变化
B.顶点坐标变化
C.渐近线不变
D.离心率不变
解析 当λ>0时,双曲线的焦点和顶点在x轴上,当λ<0时,双曲线的焦点和顶点在y轴上,且焦点坐标、顶点坐标均随λ的变化而变化,而离心率随λ正负的变化而变化,在方程eq \f(x2,9)-eq \f(y2,16)=λ中,令λ=0,得y=±eq \f(4,3)x,即为双曲线C的渐近线方程,不随λ的变化而变化.故选ABC.
8.(多选)(2024·聊城一中高二月考)已知双曲线C:eq \f(x2,9-k)+eq \f(y2,k-1)=1(0<k<1),则( )
A.双曲线C的焦点在x轴上
B.双曲线C的焦距等于4eq \r(2)
C.双曲线C的焦点到其渐近线的距离等于eq \r(1-k)
D.双曲线C的离心率的取值范围为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1,\f(\r(10),3)))
解析 对于A,因为0<k<1,所以9-k>0,k-1<0,所以双曲线C:eq \f(x2,9-k)-eq \f(y2,1-k)=1(0<k<1)的焦点在x轴上,故A正确;对于B,由A知a2=9-k,b2=1-k,所以c2=a2+b2=10-2k,所以c=eq \r(10-2k),所以双曲线C的焦距等于2c=2eq \r(10-2k)(0<k<1),故B错误;对于C,设焦点在x轴上的双曲线C的方程为eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0),焦点坐标为(±c,0),则渐近线方程为y=±eq \f(b,a)x,即bx±ay=0,
9.(2024·丹东第二中学高二月考)设双曲线C:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为eq \r(5).P是C上一点,且F1P⊥F2P.若△PF1F2的面积为4,则a=( )
A.1
B.2
C.4
D.8
解析 设|PF1|=m,|PF2|=n,P为双曲线右支上一点,则由双曲线的定义得m-n=2a.由题意得S△PF1F2=eq \f(1,2)mn=4,且m2+n2=4c2=(m-n)2+2mn,又e=eq \f(c,a)=eq \r(5),所以a=1.故选A.
10.(2024·北京大兴高二期末)已知双曲线eq \f(x2,a2)-y2=1(a>0)的一条渐近线方程为x+2y=0,则a=( )
A.1
B.2
C.3
D.4
解析 因为双曲线的一条渐近线方程为x+2y=0,所以双曲线的方程可设为eq \f(x2,4)-y2=λ(λ≠0),即eq \f(x2,4λ)-eq \f(y2,λ)=1.因为eq \f(x2,a2)-y2=1(a>0),所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(4λ=a2,,λ=1,))解得a=2(负值舍去),所以a=2.故选B.
11.已知双曲线eq \f(x2,4)-eq \f(y2,5)=1上一点P到F(3,0)的距离为6,O为坐标原点,若eq \o(OQ,\s\up16(→))=eq \f(1,2)(eq \o(OP,\s\up16(→))+eq \o(OF,\s\up16(→))),则|eq \o(OQ,\s\up16(→))|的值为________.
解析 如图,当P在双曲线右支上时,F(3,0)是右焦点,F1(-3,0)是左焦点,∵|PF1|-|PF|=2a=4,∴|PF1|=10.∵eq \o(OQ,\s\up16(→))=eq \f(1,2)(eq \o(OP,\s\up16(→))+eq \o(OF,\s\up16(→))),∴Q为PF的中点,则|eq \o(OQ,\s\up16(→))|=eq \f(1,2)|PF1|=5;当P在双曲线左支上时,同理可得|eq \o(OQ,\s\up16(→))|=1.综上所述,|eq \o(OQ,\s\up16(→))|的值为1或5.
12.(2023·新课标Ⅰ卷)已知双曲线C:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2.点A在C上,点B在y轴上,eq \o(F1A,\s\up16(→))⊥eq \o(F1B,\s\up16(→)),eq \o(F2A,\s\up16(→))=-eq \f(2,3)
eq \o(F2B,\s\up16(→)),则C的离心率为________.
解析 解法一:依题意,设|AF2|=2m,则|BF2|=3m=|BF1|,|AF1|=2a+2m,在Rt△ABF1中,9m2+(2a+2m)2=25m2,则(a+3m)(a-m)=0,故a=m或a=-3m(舍去),所以|AF1|=4a,|AF2|=2a,|BF2|=|BF1|=3a,则|AB|=5a,故cos∠F1AF2=eq \f(|AF1|,|AB|)=eq \f(4a,5a)=eq \f(4,5),所以在△AF1F2中,cos∠F1AF2=eq \f(16a2+4a2-4c2,2×4a×2a)=eq \f(4,5),整理得5c2=9a2,故e=eq \f(c,a)=eq \f(3\r(5),5).
eq \f(3\r(5),5)
13.已知双曲线的上、下焦点分别为F1(0,4),F2(0,-4),P是双曲线上一点且||PF1|-|PF2||=6,则双曲线的标准方程为______________.
解析 由题意,得双曲线的焦点在y轴上,设双曲线的标准方程为eq \f(y2,a2)-eq \f(x2,b2)=1(a>0,b>0).因为||PF1|-|PF2||=2a=6,所以a=3,又双曲线的上、下焦点分别为F1(0,4),F2(0,-4),故c=4,故b2=c2-a2=16-9=7,故双曲线的标准方程为eq \f(y2,9)-eq \f(x2,7)=1.
eq \f(y2,9)-eq \f(x2,7)=1
解法二:依题意,得F1(-c,0),F2(c,0),令A(x0,y0),B(0,t),因为eq \o(F2A,\s\up16(→))=-eq \f(2,3)
eq \o(F2B,\s\up16(→)),所以(x0-c,y0)=-eq \f(2,3)(-c,t),则x0=eq \f(5,3)c,y0=-eq \f(2,3)t,又eq \o(F1A,\s\up16(→))⊥eq \o(F1B,\s\up16(→)),所以eq \o(F1A,\s\up16(→))·eq \o(F1B,\s\up16(→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(8,3)c,-\f(2,3)t))·(c,t)=eq \f(8,3)c2-eq \f(2,3)t2=0,则t2=4c2,又点A在C上,则eq \f(\f(25,9)c2,a2)-eq \f(\f(4,9)t2,b2)=1,整理得eq \f(25c2,9a2)-eq \f(4t2,9b2)=1,则eq \f(25c2,9a2)-eq \f(16c2,9b2)=1,所以25c2b2-16c2a2=9a2b2,即25c2(c2-a2)-16a2c2=9a2(c2-a2),整理得25c4-50a2c2+9a4=0,则(5c2-9a2)(5c2-a2)=0,解得5c2=9a2或5c2=a2,又e>1,所以e=eq \f(c,a)=eq \f(3\r(5),5).
解法三:由解法二得Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,3)c,-\f(2,3)t)),t2=4c2,所以|AF1|=eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,3)c+c))\s\up12(2)+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(2,3)t))\s\up12(2))=eq \r(\f(64c2,9)+\f(4t2,9))=eq \r(\f(64c2,9)+\f(16c2,9))=eq \f(4\r(5)c,3),|AF2|=eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,3)c-c))\s\up12(2)+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(2,3)t))\s\up12(2))=eq \r(\f(4c2,9)+\f(4t2,9))=eq \r(\f(4c2,9)+\f(16c2,9))=eq \f(2\r(5)c,3),由双曲线的定义可得|AF1|-|AF2|=2a,即eq \f(4\r(5)c,3)-eq \f(2\r(5)c,3)=2a,即eq \f(\r(5),3)c=a,所以C的离心率e=eq \f(c,a)=eq \f(3,\r(5))=eq \f(3\r(5),5).
14.双曲线eq \f(x2,9)-eq \f(y2,4)=1上的一点P与左、右焦点F1,F2构成△PF1F2.
(1)求△PF1F2的内切圆与x轴正半轴相切的切点N的坐标;
(2)已知|PF1|·|PF2|=32,求cos∠F1PF2的值.
解 (1)由已知得a=3,c=eq \r(9+4)=eq \r(13),
显然点P在双曲线右支上,如图,令△PF1F2的内切圆与边PF1,PF2相切的切点分别为T,M,设点N(x0,0),
于是有|PT|=|PM|,|F1T|=|F1N|,|F2M|=|F2N|,
由双曲线的定义知,|PF1|-|PF2|=2a=6,
而|PF1|-|PF2|=|F1T|-|F2M|=|F1N|-|F2N|=(x0+c)-(c-x0)=2x0,
即2x0=6,解得x0=3,
所以△PF1F2的内切圆与x轴正半轴相切的切点N的坐标为(3,0).
(2)不妨设点P在双曲线右支上,
由(1)知|PF1|-|PF2|=6,|F1F2|=2eq \r(13),
而|PF1|·|PF2|=32,
在△PF1F2中,由余弦定理得,
cos∠F1PF2=eq \f(|PF1|2+|PF2|2-|F1F2|2,2|PF1|·|PF2|)
=eq \f((|PF1|-|PF2|)2+2|PF1|·|PF2|-|F1F2|2,2|PF1|·|PF2|)
=eq \f(62+2×32-(2\r(13))2,2×32)=eq \f(3,4).
$$