已知 $P$ 为双曲线 $\frac{x^2}{4}-y^2=1$ 上一点(非顶点),$A(-2,0), B(2,0)$,令 $\angle PAB=\alpha, \angle PBA=\beta,\triangle PAB $ 的面积为 $ S$,则下列表达式为定值的是 \((\qquad)\)
A: $\tan\alpha\tan\beta$
B: $\tan\frac{\alpha}{2}\tan\frac{\beta}{2}$
C: $S\tan(\alpha+\beta)$
D: $S\cot(\alpha+\beta)$
【难度】
【出处】
【标注】
【答案】
AC
【解析】
设 $P(x_0,y_0)$,由对称性不妨设 $P$ 在第一象限,则$$\tan\alpha\tan\beta=\frac{y_0}{x_0+2}\cdot \frac{-y_0}{x_0-2}=\frac{1-\frac{x_0^2}{4}}{x_0^2-4}=-\frac{1}{4}$$为定值,所以 $A$ 正确,也即$$\frac{2\tan\frac{\alpha}{2}}{1-\tan^2\frac{\alpha}{2}}\cdot \frac{2\tan\frac{\beta}{2}}{1-\tan^2\frac{\beta}{2}}$$为定值,那么 $\tan\frac{\alpha}{2}\tan\frac{\beta}{2}$ 不可能为定值,否则 $\tan\frac{\alpha}{2}+\tan\frac{\beta}{2}$ 也为定值,这样 $\tan\frac{\alpha}{2}, \tan\frac{\beta}{2}$ 均为定值,不符.
又因为$$S=2y_0, \tan(\alpha+\beta)=\frac{4}{5}\left(\frac{y_0}{x_0+2}+\frac{-y_0}{x_0-2}\right)=-\frac{1}{y_0}$$所以$$S\tan(\alpha+\beta)=-2, S\cot(\alpha+\beta)=-2y_0^2$$前者为定值,后者不是,故 $C$ 正确,$D$ 错误.
题目 答案 解析 备注
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