摘要:本文修正了一個流傳很廣的,與雙曲線、圓、相切有關的選填題的錯誤解答.
關鍵詞:雙曲線;圓;切線
題目已知過雙曲線-=1的左焦點F,且與圓x2+y2=a2相切于點T的直線與該雙曲線右支相交于P,若線段FP的中點是M,則OM-MT=________.
答案:b-a.
圖1
解析設右焦點是F0,PF=R,PF0=r,則R-r=2a,OM=,在Rt△OTF中,因為OF=c,OT=a,所以FT=b,所以對圖1有OM-MT=--b= -(R-r)+b=b-a.
原答案或者就是這樣得到的,但這一解答有失偏頗:點M一定就在T點的右側,不可能落在T點的左邊?就像圖2所示那樣.
對圖2,因為在Rt△OTM中,MT=b-,所以由勾股定理有2-b-2=a2,所以+b--b+=a2,即+-b=,所以OM-MT=-b-=+-b=.
這兩種情況都有可能?還有其他情形嗎?
圖3
如圖3,作F0Q⊥PF于Q,設QP=x,在Rt△F0QP中,由x2+(2a)2=r2,(2b+x)-r=2a?圯(a-b)x=b(b-2a). 當a=b時,無解;
當a≠b時,x=,所以x>0?圳a2a.
至此本題的真正解是:
當a=b時,直線FT與雙曲線只有一個交點,與右支不相交,中點M不存在,(OM-MT)無意義;
當a 當b=2a時,中點M和點T重合,OM-MT=a;
當b2a時,中點M在T點的左側(如圖2所示),OM-MT=.
練習:已知過雙曲線-=1的左焦點F,且與圓x2+y2=a2相切于點T的直線與雙曲線右支相交于P,線段FP的中點是M,若OM-MT=,試求該雙曲線離心率的取值范圍.