题目
双曲线C的两个焦点为F1,F2,以C的实轴为直径的圆记为D,过F1作D的切线与C交于M,N两点,且cos∠F1NF2=(3)/(5),则C的离心率为( )A. ((sqrt(5)))/(2)B. (3)/(2)C. ((sqrt(13)))/(2)D. ((sqrt(17)))/(2)
双曲线C的两个焦点为F1,F2,以C的实轴为直径的圆记为D,过F1作D的切线与C交于M,N两点,且cos∠F1NF2=$\frac{3}{5}$,则C的离心率为( )
- A. $\frac{{\sqrt{5}}}{2}$
- B. $\frac{3}{2}$
- C. $\frac{{\sqrt{13}}}{2}$
- D. $\frac{{\sqrt{17}}}{2}$
题目解答
答案
解:当直线与双曲线交于两支时,设双曲线的方程为$\frac{{x}^{2}}{{a}^{2}}$-$\frac{{y}^{2}}{{b}^{2}}$=1(a>0,b>0),

设过F1的切线与圆D:x2+y2=a2相切于点P,
则|OP|=a,OP⊥PF1,又|OF1|=c,
所以PF1=$\sqrt{O{{F}_{1}}^{2}-O{P}^{2}}$=$\sqrt{{c}^{2}-{a}^{2}}$=b,
过点F2作F2Q⊥MN于点Q,
所以OP∥F2Q,又O为F1F2的中点,
所以|F1Q|=2|PF1|=2b,|QF2|=2|OP|=2a,
因为cos∠F1NF2=$\frac{3}{5}$,∠F1NF2<$\frac{π}{2}$,所以sin∠F1NF2=$\frac{4}{5}$,
所以|NF2|=$\frac{Q{F}_{2}}{sin∠{F}_{1}N{F}_{2}}$=$\frac{5a}{2}$,则|NQ|=|NF2|•cos∠F1NF2=$\frac{3a}{2}$,
所以|NF1|=|NQ|+|F1Q|=$\frac{3a}{2}$+2b,
由双曲线的定义可知|NF1|-|NF2|=2a,
所以$\frac{3a}{2}$+2b-$\frac{5a}{2}$=2a,可得2b=3a,即$\frac{b}{a}$=$\frac{3}{2}$,
所以C的离心率e=$\frac{c}{a}$=$\sqrt{1+\frac{{b}^{2}}{{a}^{2}}}$=$\sqrt{1+\frac{9}{4}}$=$\frac{\sqrt{13}}{2}$.
情况二:当直线与双曲线交于一支时,
如图,记切点为A,连接OA,则|OA|=a,|F1A|=b,

过F2作F2B⊥MN于B,则|F2B|=2a,因为cos∠F1NF2=$\frac{3}{5}$,所以|NF2|=$\frac{5a}{2}$,|NB|=$\frac{3a}{2}$,
|NF2|-|NF1|=$\frac{5a}{2}$-($\frac{3a}{2}$-2b)=a+2b=2a,即a=2b,
所以e=$\frac{c}{a}$=$\sqrt{1+\frac{{b}^{2}}{{a}^{2}}}$=$\sqrt{1+\frac{1}{4}}$=$\frac{\sqrt{5}}{2}$,A正确.
故选:AC.

设过F1的切线与圆D:x2+y2=a2相切于点P,
则|OP|=a,OP⊥PF1,又|OF1|=c,
所以PF1=$\sqrt{O{{F}_{1}}^{2}-O{P}^{2}}$=$\sqrt{{c}^{2}-{a}^{2}}$=b,
过点F2作F2Q⊥MN于点Q,
所以OP∥F2Q,又O为F1F2的中点,
所以|F1Q|=2|PF1|=2b,|QF2|=2|OP|=2a,
因为cos∠F1NF2=$\frac{3}{5}$,∠F1NF2<$\frac{π}{2}$,所以sin∠F1NF2=$\frac{4}{5}$,
所以|NF2|=$\frac{Q{F}_{2}}{sin∠{F}_{1}N{F}_{2}}$=$\frac{5a}{2}$,则|NQ|=|NF2|•cos∠F1NF2=$\frac{3a}{2}$,
所以|NF1|=|NQ|+|F1Q|=$\frac{3a}{2}$+2b,
由双曲线的定义可知|NF1|-|NF2|=2a,
所以$\frac{3a}{2}$+2b-$\frac{5a}{2}$=2a,可得2b=3a,即$\frac{b}{a}$=$\frac{3}{2}$,
所以C的离心率e=$\frac{c}{a}$=$\sqrt{1+\frac{{b}^{2}}{{a}^{2}}}$=$\sqrt{1+\frac{9}{4}}$=$\frac{\sqrt{13}}{2}$.
情况二:当直线与双曲线交于一支时,
如图,记切点为A,连接OA,则|OA|=a,|F1A|=b,

过F2作F2B⊥MN于B,则|F2B|=2a,因为cos∠F1NF2=$\frac{3}{5}$,所以|NF2|=$\frac{5a}{2}$,|NB|=$\frac{3a}{2}$,
|NF2|-|NF1|=$\frac{5a}{2}$-($\frac{3a}{2}$-2b)=a+2b=2a,即a=2b,
所以e=$\frac{c}{a}$=$\sqrt{1+\frac{{b}^{2}}{{a}^{2}}}$=$\sqrt{1+\frac{1}{4}}$=$\frac{\sqrt{5}}{2}$,A正确.
故选:AC.