1. 利用正弦定理转化已知角的关系为焦半径的关系
在 △PF1F2 中,由正弦定理得:
sin∠PF1F2PF2=sin∠PF2F1PF1
即 sin∠PF1F2sin∠PF2F1=PF2PF1。
已知 sin∠PF1F2a=sin∠PF2F1c,可得:
sin∠PF1F2sin∠PF2F1=ac=e
因此,有 PF1=e⋅PF2。
2. 结合椭圆定义与焦半径公式表示点 $P$ 的横坐标 $x_P$
由椭圆定义知 PF1+PF2=2a,将 PF1=e⋅PF2 代入得:
(e+1)PF2=2a⟹PF2=1+e2a
设 P(xP,yP),根据椭圆的焦半径公式,有 PF2=a−exP。
得:
a−exP=1+e2a⟹exP=a−1+e2a=1+ea(e−1)
解得 xP=e(1+e)a(e−1)。
3. 根据点 $P$ 的存在条件建立不等式并求解离心率范围
因为存在点 P 构成 △PF1F2,所以点 P 不能是椭圆的长轴端点,即 yP=0,从而 −a<xP<a。
把 xP=e(1+e)a(e−1) 代入 −a<xP<a:
- e(1+e)a(e−1)<a⟹e(1+e)e−1<1⟹e−1<e2+e⟹e2+1>0,此式对任意 e∈(0,1) 恒成立;
- e(1+e)a(e−1)>−a⟹e(1+e)e−1>−1⟹e−1>−e2−e⟹e2+2e−1>0。
解方程 e2+2e−1=0 得正根 e=2−1。
因为 e>0,所以 e2+2e−1>0 的解为 e>2−1。
结合椭圆的离心率范围 e∈(0,1),可得 e∈(2−1,1)。
故正确选项为 D。