Question

已知雙曲線C：

x2

a2

-

y2

b2

=1(a＞0，b＞0)的左、右焦點分別為F₁，F₂，離心率為e．直線l：y=ex+a與x軸、y軸分別交于A，B兩點．
（1）求證：直線l與雙曲線C只有一個公共點；
（2）設直線l與雙曲線C的公共點為M，且

AM

=λ

AB

，證明：λ+e²=1；
（3）設P是點F₁關于直線l的對稱點，當△PF₁F₂為等腰三角形時，求e的值．

Answer 1

（1）證明：因為A、B分別是直線l：y=ex+a與x軸、y軸的交點，
所以點A、B的坐標分別是A(-

a2

c

，0)，B（0，a），
解

y=ex+a x2 a2 - y2 b2 =1

整理得x²+2cx+c²=0，解得

x=-c y=- b2 a

即M(-c，-

b2

a

)，
所以直線l與雙曲線C只有一個公共點、…（3分）
（2）因為

AM

=λ

AB

，所以(-c+

a2

c

，-

b2

a

)=λ(

a2

c

，a)．
所以-

b2

a

=λa，λ=-

b2

a2

=-

c2-a2

a2

=1-e2，即λ+e²=1…（6分）
（3）（ⅰ）因為直線AB為F₁P的中垂線，而F₂不在直線AB上（點A與F₂不重合），
所以|F₂F₁|≠|F₂P|；…（7分）
（ⅱ）若|F₂F₁|=|F₁P|，則

1

2

|F1P|=

1

2

|F1F2|，
所以

|e(-c)+0+a|

1+e2

=c，整理得3c²=a²，所以e=

3

3

＜1，不符合題意．…（9分）
（ⅲ）若|PF₂|=|PF₁|，則點P在y軸上，設P（0，y_p），則kPF1=

yp

0-(-c)

=-

1

kAB

=-

a

c

，
所以y_P=-a，即P（0，-a），
設N是PF₁的中點，則N(-

c

2

，-

a

2

)，代入直線l的方程，得-

a

2

=e(-

c

2

)+a，
整理得c²=3a²，e²=3，所以e=

3

．…（12分）
綜上，當△PF₁F₂為等腰三角形時，e=

3

．