已知 $F$ 是双曲线 $C:x^2-\dfrac{y^2}{8}=1$ 的右焦点,$P$ 是 $C$ 左支上一点,$A\left(0,6\sqrt6\right)$,当 $\triangle APF$ 周长最小时,该三角形的面积为 .
【难度】
【出处】
无
【标注】
【答案】
$12\sqrt 6$
【解析】
$\triangle APF$ 的周长的计算,需要利用双曲线的定义,把问题转化成两点间(线段)距离最短的问题,从而计算出点 $P$ 的坐标,进而计算此时三角形的面积.由已知得 $ a^2=1$,$b^2=8 $,$c^2=9 $,所以 $c=3 $,设双曲线的左焦点为 $ F_0\left(-3,0\right) $,则 $\triangle APF$ 的周长为\[ \begin{split}|AF|+|AP|+|PF|&\overset{\left[a\right]}=15+|AP|+\left(|PF_0|+2a\right) \\&=17+|AP|+|PF|_0\\&\geqslant 17+|AF_0|\end{split}\](当点 $ A $、$ P $、$F_0 $ 共线时取等号).(推导中用到:$\left[a\right]$)
直线 $AF_0 $ 方程为 $ y=2\sqrt6\left(x+3\right)$,代入 $ x^2-\dfrac{y^2}{8}=1 $ 得 $ x^2+9x+14 =0$,解得 $x_P=-2 $ 或 $x_P=-7 $(舍去),所以 $P\left(-2,2\sqrt6\right) $,所以\[\begin{split}S_{\triangle APF}&=\dfrac12\times 6\times {6\sqrt 6}-\
\dfrac 12 \times 6\times 2\sqrt 6 \\&=12\sqrt6\end{split}. \]
直线 $AF_0 $ 方程为 $ y=2\sqrt6\left(x+3\right)$,代入 $ x^2-\dfrac{y^2}{8}=1 $ 得 $ x^2+9x+14 =0$,解得 $x_P=-2 $ 或 $x_P=-7 $(舍去),所以 $P\left(-2,2\sqrt6\right) $,所以\[\begin{split}S_{\triangle APF}&=\dfrac12\times 6\times {6\sqrt 6}-\
\dfrac 12 \times 6\times 2\sqrt 6 \\&=12\sqrt6\end{split}. \]
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