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如图, 已知双曲线 C:x2y23=1 的右焦点为 F, 原点为 O, 过点 F 且不与坐标轴垂直的直线与双曲线 C 交于点 A,B, 双曲线 C 在点 A,B 处的两条切线的交点为点 P. 设直线 AB 与直线 OP 的夹角为 θ.

  1. 求证: PFAB;
  2. |AB|tanθ 的最小值.
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解答

  1. 证明P(x0,y0), 则 ABP 所对的切点弦, 所以 lAB:xx0yy03=1. 它经过 F(2,0), 代入得 x0=12. 所以 kPFkAB=y0x023x0y0=3x0x02=1, 所以 PFAB.
  2. 简记 lAB:x=ty+2. 则 kOP=y0x0=33x0y0=3kAB=3t. 于是根据到角公式 tanθ=|kOPkAB1+kOPkAB|=14|3t1t|, 而联立 lABC: (3t21)y2+12ty+9=0, 判别式为 Δ=36(t2+1), 所以 |AB|=1+t2|yAyB|=1+t2Δ|3t21|=6(1+t2)|3t21|, 这样 |AB|tanθ=3(1+t2)2|t|3, 等号成立当且仅当 |t|=1.