Question

双曲线

x2

a2

-

y2

b2

=1的两焦点分别为F₁和F₂，若双曲线上存在不是顶点的点P，使得∠PF₂F₁=3∠PF₁F₂，则双曲线离心率e的取值范围是______．

Answer 1

设∠PF₁F₂=α，
∵∠PF₂F₁=3∠PF₁F₂，P在双曲线右支（x＞a）
在三角形PF₁F₂中，根据正弦定理，可得

PF1

sin3α

=

PF2

sinα

，
即

PF1

3sinα-4sin3α

=

PF2

sinα

∴PF₁=（3-4sin²α）PF₂，
∵PF₁-PF₂=2a，∴（3-4sin²α）PF₂-PF₂=2a，
∴PF₂=

a

1-2sin2α

，
由于P在P在双曲线右支，∴PF₂＞c-a，
∵

a

1-2sin2α

＞c-a，∴

c

a

＜1+

1

1-2sin2α

≤2，
∴

c

a

＜2，又

c

a

＞1，
则双曲线离心率e的取值范围是 1＜e＜2．
故答案为：1＜e＜2．