本题导读
本题考查双曲线的几何性质与离心率的计算。核心在于通过圆的直角特征以及等边三角形的对称几何性质,将双曲线第一定义中的两条核心焦半径 和 分别用含半焦距 的代数式进行量化表达。
📌【题干】
Question
(2007年安徽卷(理)) 如图, 和 分别是双曲线 () 的两个焦点, 和 是以 为圆心,以 为半径的圆与该双曲线左支的两个交点,且 是等边三角形,则双曲线的离心率为()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
- 挖掘外接圆的直角特性:
- 因为圆的半径为 ,所以 是该圆的一条直径,且 。
- 根据圆周角定理,直径所对的圆周角为直角,故 。这意味着 是一个直角三角形。
- 利用等边三角形的对称性求解角度与线段:
已知 为等边三角形,根据抛物线/双曲线的轴对称性, 。
设 与 轴交于点 ,则 为 中点,且 。
由 且 ,由射影定理或直角三角形相似可推知各角大小,进而将直角三角形 中的三边用含 的式子表达,通过双曲线第一定义列方程求解。
✅【答案】
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D
✍【详细解析】
Abstract
解:因为圆是以原点 为圆心, 以 为半径的圆。 所以, 线段 是该圆的一条标准直径。 根据圆周角定理(直径所对的圆周角是直角), 点 在圆周上, 故有: 即 为直角三角形, 满足勾股定理: 。
因为双曲线及圆均关于 轴严格对称,且 是等边三角形。 设 与 轴的交点为 , 则 , 且 是 的角平分线。 所以:
在 Rt 中, 因为 且 , 根据直角三角形的三角函数性质, 30° 角所对的直角边等于斜边的一半: 根据勾股定理或三角函数求另一条直角边 :
点 在双曲线的左支上, 根据双曲线的第一定义, 动点到两焦点的距离之差的绝对值等于实轴长 : 将上面求出的含 的线段长度代入定义式中:
根据离心率公式 , 对方程进行变形: 分母有理化(分子分母同乘以 ):
故选:D。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:圆直径所对圆周角为 90° 的隐性转化、双曲线第一定义的代数化简、离心率基本量通式。
- 核心方法:几何特征转换为特殊角直角三角形法。
- 避坑指南:
- 看到图中有圆,第一眼必须捕捉到 是直径从而触发 的隐藏直角条件。找不到这个直角关系,后续的三角函数长度放缩将无法展开。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:双曲线的定义与几何性质、圆的几何性质是安徽卷(理)选择题/填空题的常考角度,同型题见下方类题演练。 结论推广:本题落点是双曲线的定义与几何性质、圆的几何性质的核心结论,解题时先明确其定义与适用条件,再代值计算。 方法推广:采用几何图形转化法、勾股定理消元法,注意先判断题型特征再选择对应方法,避免生搬硬套。
🔗【关联脉络】
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