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      對(duì)一個(gè)流傳很廣的選填題解答的修正

      2011-12-29 00:00:00孔祥安


        摘要:本文修正了一個(gè)流傳很廣的,與雙曲線、圓、相切有關(guān)的選填題的錯(cuò)誤解答.
        關(guān)鍵詞:雙曲線;圓;切線
        題目已知過(guò)雙曲線-=1的左焦點(diǎn)F,且與圓x2+y2=a2相切于點(diǎn)T的直線與該雙曲線右支相交于P,若線段FP的中點(diǎn)是M,則OM-MT=________.
        答案:b-a.
        
        圖1
        解析設(shè)右焦點(diǎn)是F0,PF=R,PF0=r,則R-r=2a,OM=,在Rt△OTF中,因?yàn)镺F=c,OT=a,所以FT=b,所以對(duì)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(diǎn)M一定就在T點(diǎn)的右側(cè),不可能落在T點(diǎn)的左邊?就像圖2所示那樣.
        對(duì)圖2,因?yàn)樵赗t△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O(shè)M-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(shè)QP=x,在Rt△F0QP中,由x2+(2a)2=r2,(2b+x)-r=2a?圯(a-b)x=b(b-2a). 當(dāng)a=b時(shí),無(wú)解;
        當(dāng)a≠b時(shí),x=,所以x>0?圳a2a.
        至此本題的真正解是:
        當(dāng)a=b時(shí),直線FT與雙曲線只有一個(gè)交點(diǎn),與右支不相交,中點(diǎn)M不存在,(OM-MT)無(wú)意義;
        當(dāng)a  當(dāng)b=2a時(shí),中點(diǎn)M和點(diǎn)T重合,OM-MT=a;
        當(dāng)b2a時(shí),中點(diǎn)M在T點(diǎn)的左側(cè)(如圖2所示),OM-MT=.
        練習(xí):已知過(guò)雙曲線-=1的左焦點(diǎn)F,且與圓x2+y2=a2相切于點(diǎn)T的直線與雙曲線右支相交于P,線段FP的中點(diǎn)是M,若OM-MT=,試求該雙曲線離心率的取值范圍.
        

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