Question

已知双曲线C：

x2

a2

-

y2

b2

=1(a＞0，b＞0)的左、右焦点分别为F₁，F₂，离心率为e．直线l：y=ex+a与x轴、y轴分别交于A，B两点．
（1）求证：直线l与双曲线C只有一个公共点；
（2）设直线l与双曲线C的公共点为M，且

AM

=λ

AB

，证明：λ+e²=1；
（3）设P是点F₁关于直线l的对称点，当△PF₁F₂为等腰三角形时，求e的值．

Answer 1

（1）证明：因为A、B分别是直线l：y=ex+a与x轴、y轴的交点，
所以点A、B的坐标分别是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

)，
所以直线l与双曲线C只有一个公共点、…（3分）
（2）因为

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）因为直线AB为F₁P的中垂线，而F₂不在直线AB上（点A与F₂不重合），
所以|F₂F₁|≠|F₂P|；…（7分）
（ⅱ）若|F₂F₁|=|F₁P|，则

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，不符合题意．…（9分）
（ⅲ）若|PF₂|=|PF₁|，则点P在y轴上，设P（0，y_p），则kPF1=

yp

0-(-c)

=-

1

kAB

=-

a

c

，
所以y_P=-a，即P（0，-a），
设N是PF₁的中点，则N(-

c

2

，-

a

2

)，代入直线l的方程，得-

a

2

=e(-

c

2

)+a，
整理得c²=3a²，e²=3，所以e=

3

．…（12分）
综上，当△PF₁F₂为等腰三角形时，e=

3

．