如图,双曲线 $\dfrac{x^2}{a^2}-\dfrac{y^2}{b^2}=1$($a,b>0$)的右顶点为 $A$,左右焦点分别为 $F_1,F_2$,点 $P$ 是双曲线右支上一点,$PF_1$ 交左支于点 $Q$,交渐近线 $y=\dfrac bax$ 于点 $R$,$M$ 是 $PQ$ 的中点,若 $RF_2\perp PF_1$,且 $AM\perp PF_1$,则双曲线的离心率为
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    解析几何
    >
    双曲线
    >
    双曲线的几何量
    >
    双曲线的基本量
  • 知识点
    >
    解析几何
    >
    双曲线
    >
    双曲线的性质
    >
    双曲线的垂径定理
【答案】
$2$
【解析】
题中条件为一个中点加两组垂直,其中 $F_2R\perp RF_1$ 通过直角三角形的斜边中线转化为 $OR=\dfrac 12F_1F_2=c$,其中 $c$ 为双曲线的半焦距.又由于 $R$ 在渐近线上,于是 $R$ 的坐标为 $(a,b)$.接下来的关键是如何恰当的表达中点,这就用到了双曲线的“垂径定理”.
直线 $PF_1$ 的斜率为 $\dfrac{b}{a+c}$,设 $M(m,n)$,则$$\begin{cases} \dfrac nm\cdot \dfrac{b}{a+c}=\dfrac{b^2}{a^2},\\ \dfrac{n}{m-a}\cdot\dfrac{b}{a+c}=-1,\\ \dfrac{n}{m+c}=\dfrac{b}{a+c},\end{cases} $$其中第一个方程来源于双曲线的“垂径定理”.
第一个式子与第二个式子相除,可得$$\dfrac{m-a}{m}=-\dfrac{b^2}{a^2},$$即$$m=\dfrac{a^3}{c^2}.$$第一个式子与第三个式子相除,可得$$\dfrac{m+c}{m}\cdot\dfrac{b}{a+c}=\dfrac{b^2}{a^2}\cdot\dfrac{a+c}b,$$将 $m=\dfrac{a^3}{c^2}$ 代入,并整理可得$$e^2-e-2=0,$$于是 $e=2$,其中 $e=\dfrac ca$ 为双曲线的离心率.
题目 答案 解析 备注
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