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已知F是双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左焦点,点E是该双曲线的右顶点,过点F且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点,(1)若△ABE是锐角三角形,求该双曲线的离心率e的取值范围;(2

题目详情
已知F是双曲线
x2
a2
-
y2
b2
=1(a>0,b>0)的左焦点,点E是该双曲线的右顶点,过点F且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点,
(1)若△ABE是锐角三角形,求该双曲线的离心率e的取值范围;
(2)若E(1,0),e=
3
,过圆O:x2+y2=2上任意一点作圆的切线l,若l交双曲线于M,N两点,试判断:∠MON的大小是否为定值?并说明理由.
▼优质解答
答案和解析
(1)根据双曲线的对称性,得
△ABE中,|AE|=|BE|,
∴△ABE是锐角三角形,即∠AEB为锐角
由此可得Rt△AFE中,∠AEF<45°,得|AF|<|EF|
∵|AF|=
b2
a
=
c2−a2
a
,|EF|=a+c,
c2−a2
a
<a+c,即2a2+ac-c2>0
两边都除以a2,得e2-e-2<0,解之得-1<e<2,
∵双曲线的离心率e>1
∴该双曲线的离心率e的取值范围是(1,2).
(2)∵E(1,0),e=
3

a=1
c
a
3
,∴b=
3−1
=
2

∴双曲线方程为x2-
y2
2
=1.
设直线MN的方程为y=kx+b,
联立
y=kx+b
x2−
y2
2
=1
,得(2-k2)x2-2kbx-(b2+2)=0,
由直线l与双曲线交于M,N点,
故2-k2≠0,△>0,设M(x1,y1),N(x2,y2),
x1+x2=
2kb
2−k2
x1x2=
−(b2+2)
2−k2

y1y2=(kx1+b)(kx2+b)=k2x1x2+kb(x1+x2)+b2
=
−k2b2−2k2
2−k2
+
2k2b2
2−k2
+
2b2−k2b2
2−k2

=
2b2−2k2
2−k2

OM
ON
=x1x2+y1y2=
−b2−2
2−k2
+
2b2−2k2
2−k2

=
b2−2(1+k2)
2−k2

∵b2=2(1+k2),
∴x1x2+y1y2=0,
OM
ON
,∴∠MON=90°为定值.