如图,已知双曲线 $C:\dfrac{x^2}{a^2}-{y^2}= 1\left(a > 0\right)$ 的右焦点为 $F$.点 $A$,$B$ 分别在 $C$ 的两条渐近线上,$AF \perp x$ 轴,$AB \perp OB$,$BF\parallel OA$($O$ 为坐标原点).
【难度】
【出处】
2014年高考江西卷(理)
【标注】
  • 知识点
    >
    解析几何
    >
    双曲线
    >
    双曲线的方程
    >
    双曲线的标准方程
  • 知识点
    >
    解析几何
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    双曲线
    >
    双曲线的几何量
    >
    双曲线的基本量
  • 知识点
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    解析几何
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    双曲线
    >
    双曲线的定义
    >
    双曲线的焦准定义
  • 题型
    >
    解析几何
    >
    圆锥曲线的性质证明问题
  1. 求双曲线 $C$ 的方程;
    标注
    • 知识点
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      解析几何
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      双曲线
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      双曲线的方程
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      双曲线的标准方程
    • 知识点
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      解析几何
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      双曲线
      >
      双曲线的几何量
      >
      双曲线的基本量
    答案
    双曲线 $C$ 的方程为 $\dfrac{x^2}3-y^2=1$
    解析
    设直线 $AF$ 与双曲线的另一条渐近线交于点 $E$,则由双曲线的对称性知 $F$ 平分 $AE$,又 $BF\parallel OA$,于是 $B$ 平分 $OE$,而 $AB\perp OB$,因此 $\triangle OAE$ 中,$AO=AE$.又由双曲线的对称性,有 $OA=OE$,因此三角形 $OAE$ 为正三角形,从而有$$\dfrac 1a=\tan\angle AOF=\dfrac{\sqrt 3}3,$$解得 $a=\sqrt 3$,因此双曲线 $C$ 的方程为 $\dfrac{x^2}3-y^2=1$.
  2. 过 $C$ 上一点 $P\left({x_0},{y_0}\right)\left({y_0}\ne 0\right)$ 的直线 $l:\dfrac{{{x_0}x}}{a^2}-{y_0}y = 1$,与直线 $AF$ 相交于点 $M$,与直线 $x = \dfrac{3}{2}$ 相交于点 $N$.证明:当点 $P$ 在 $C$ 上移动时,$\dfrac{{\left|{MF}\right|}}{{\left|{NF}\right|}}$ 恒为定值,并求此定值.
    标注
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      解析几何
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      双曲线
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      双曲线的定义
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      双曲线的焦准定义
    • 题型
      >
      解析几何
      >
      圆锥曲线的性质证明问题
    答案
    定值为 $\dfrac{2\sqrt 3}3$
    解析
    如图,过 $P$ 作直线 $x=\dfrac 32$ 的垂线,垂足为 $H$,连接 $PF$,$FH$.由于直线 $l:\dfrac{x_0x}3-y_0y=1$,于是可以解得 $N\left(\dfrac 32,\dfrac{x_0-2}{2y_0}\right)$,因此$$\overrightarrow{FN}\cdot\overrightarrow{FP}=\left(-\dfrac 12,\dfrac{x_0-2}{2y_0}\right)\cdot\left(x_0-2,y_0\right)=0,$$因此 $\angle PFN=\angle PHN=90^\circ$,于是 $P,H,F,N$ 四点共圆,进而$$\angle FPH=\angle FNH=\angle NFM,\angle PFH=\angle PNH=\angle PMF,$$于是 $\triangle PFH$ 与 $\triangle FMN$ 相似,因此$$\dfrac{|MF|}{|NF|}=\dfrac{|PF|}{|PH|}.$$由双曲线的第二定义,$\dfrac{|PF|}{|PH|}$ 为双曲线 $C$ 的离心率 $\dfrac{2}{\sqrt 3}$,因此当点 $P$ 在 $C$ 上移动时,$\dfrac{{\left|{MF}\right|}}{{\left|{NF}\right|}}$ 恒为定值 $\dfrac{2\sqrt 3}3$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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