题目内容

2.如图,点P(x,y)(x>0,y>0)是双曲线$\frac{{x}^{2}}{{a}^{2}}$-$\frac{{y}^{2}}{{b}^{2}}$=1(a>0,b>0)上的动点,F1,F2是双曲线的焦点,M是∠F1PF2的平分线上一点,且$\overrightarrow{{F}_{2}M}$•$\overrightarrow{MP}$=0.某同学用以下方法研究|OM|:延长F2M交PF1于点N,可知△PNF2为等腰三角形,且M为F2N的中点,得|OM|=$\frac{1}{2}$|NF1|=…=a.类似地:点P(x,y)(x>0,y>0)是椭圆$\frac{{x}^{2}}{{a}^{2}}$+$\frac{{y}^{2}}{{b}^{2}}$=1(a>b>0)上的动点,F1,F2是椭圆的焦点,M是∠F1PF2的平分线上一点,且$\overrightarrow{{F}_{2}M}$•$\overrightarrow{MP}$=0,则|OM|的取值范围是(0,c)

分析 利用M是∠F1PF2平分线上的一点,且F2M⊥MP,判断OM是三角形F1F2N的中位线,把OM用PF1,PF2表示,再利用椭圆的焦半径公式,转化为用椭圆上点的横坐标表示,借助椭圆的范围即可求出OM的范围.

解答 解:如图,延长F2M,交PF1与N点,
∵PM是∠F1PF2平分线,且$\overrightarrow{{F}_{2}M}$•$\overrightarrow{MP}$=0,
且F2M⊥MP,
∴|PN|=|PF2|,M为F2N的中点,
连接OM,
∵O为F1F2中点,M为F2N中点,
∴|OM|=$\frac{1}{2}$|F1N|=$\frac{1}{2}$||PF1|-|PN||=$\frac{1}{2}$||PF1|-|PF2||
∵在椭圆$\frac{{x}^{2}}{{a}^{2}}$+$\frac{{y}^{2}}{{b}^{2}}$=1(a>b>0)中,
设P点坐标为(x0,y0)
则|PF1|=a+ex0,|PF2|=a-ex0,
∴||PF1|-|PF2||=|a+ex0-a+ex0|=|2ex0|=2e|x0|=$\frac{2c}{a}$|x0|,
即有|OM|=$\frac{c}{a}$|x0|,
∵P点在椭圆$\frac{{x}^{2}}{{a}^{2}}$+$\frac{{y}^{2}}{{b}^{2}}$=1(a>b>0)上,
∴|x0|∈(0,a],
又∵当|x0|=a时,F2M⊥MP不成立,∴|x0|∈(0,a),
∴|OM|∈(0,c).
故答案为:(0,c).

点评 本题考查了椭圆的定义、标准方程及其性质、三角形中位线定理,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.

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