若双曲线x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)上不存在点P使得右焦点F关于直线OP(O为双曲线的中心)的对称点在y轴上

若双曲线
x2
a2
y2
b2
=1(a>0,b>0)
上不存在点P使得右焦点F关于直线OP(O为双曲线的中心)的对称点在y轴上,则该双曲线离心率的取值范围为(  )
A.(
2
,+∞)

B.[
2
,+∞)

C.(1,
2
]

D.(1,
2
)
娃娃猪123 1年前 已收到1个回答 举报

glowest 幼苗

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解题思路:由于双曲线得对称性,只讨论第一象限即可.根据双曲线方程,设其上一点P的坐标为P(acosθ,btanθ),其中为θ锐角,求出直线OP方程:y=bsinθax.设右焦点F(c,0)关于直线OP的对称点为Q(x1,y1),根据点关于直线对称的知识,列方程组并化简消去y1,可得b2sin2θa2=c−x1c+x1.因为不存在点P使得对称点Q在y轴上,所以不存在θ,使x1=0满足该方程,讨论这个方程解的情况,得b2a2≤1,可得c2≤2a2,离心率满足1<e≤2.得到正确答案.

由于双曲线得对称性,只讨论第一象限即可.
设双曲线位于第一象限内一点P的坐标为([a/cosθ],btanθ),其中为θ锐角,
∴直线OP的斜率为k=[btanθ

a/cosθ]=[bsinθ/a],可得直线OP方程为y=[bsinθ/a]x,
设右焦点F(c,0)关于直线OP的对称点为Q(x1,y1),



y1
x1−c•
bsin θ
a=−1

y1
2=
bsin θ
a•
c+x1
2,消去y1得:
b2sin2θ
a2=
c−x1
c+x1…(*),
接下来讨论方程(*)的根的问题,
当x1=0时,
b2sin2θ
a2=1,将此方程进行变量分离,得:
b2
a2=
1
sin2θ
∵0<sin2θ<1

b2
a2=
1
sin2θ>1
而根据题意,不存在点P使得对称点Q在y轴上,所以不存在θ,使x1=0满足(*)式成立.
综上所述,可得
b2
a2≤1,即
c2−a2
a2<1,可得c2≤2a2,离心率e≤
2
∵双曲线中,c>a
∴离心率e>1,可得1<e≤
2.
故选C

点评:
本题考点: 双曲线的简单性质.

考点点评: 本题给出双曲线上不存在点P使得右焦点F关于直线OP(O为双曲线的中心)的对称点在y轴上,求双曲线离心率的取值范围,着重考查了双曲线的简单性质和点关于直线对称等知识点,属于中档题.

1年前

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