题目
已知双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右两个焦点分别为F1、F2,P为双曲线左支上的一点,P到左准线的距离为d. (1)若双曲线的一条渐近线是y=x,问是否存在点P使d,|PF1|,|PF2|成等比数列?若存在,求出P点坐标,若不存在,说明理由;(2)在已知双曲线的左支上使d,|PF1|,|PF2|成等比数列的点P存在时,求离心率e的取值范围.
答案:解:(1)法一:由y=x是渐近线,得=, c2=a2+b2=4a2,∴e=2, 设P点的坐标为(x0,y0),由双曲线的第二定义,得|PF1|=ed=2d,|PF2|=e(-x0),d=--x0,∴e2d2=d·e(-x0), 化简得2(--x0)=-x0 解得x0=-<-a,∴点P存在.法二:同解法一得,|PF1|=ed=2d,∴|PF2|=2a+|PF1|=2a+2d, 又∵|PF1|2=d·|PF2|,∴有4d2=d·(2a+2d)解得d=a, 又∵dmin=--(-a)=a-=a-=,d=a>,∴存在点P,使d,|PF1|,|PF2|成等比数列.(2)法一:由(1)得d=--x0,|PF1|2=d·|PF2|∴有e2d2=d·e(-x0),∴ed=-x0 即e(--x0)=(-x0),解得x0=≤-a,∴1<e≤1+.法二:由==e,可得|PF2|=e|PF1|, 又|PF2|-|PF1|=2a,∴|PF1|=,|PF2|=.∵|PF1|+|PF2|≥|F1F2|,而|F1F2|=2c=2ea,∴≥2ea, 又∵a>0,e>1,∴e2-2e-1≤0,解得1<e≤1+.法三:由(1)得e2d2=d(2a+ed). 解得d=≥dmin=-+a,∴有e2-2e-1≤0,解得1<e≤1+.