双曲线x24−y2k=1 \dfrac {x^{2}}{4}- \dfrac {y^{2}}{k}=1的离心率e∈(1,2)e∈(1,2),则kk的取值范围是 ___ .

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完整解法

1. 确定双曲线方程中的参数 $a^2$ 和 $b^2$ 关系,并指出 $k$ 的取值范围

由双曲线标准方程 x24−y2k=1\dfrac{x^2}{4} - \dfrac{y^2}{k} = 1 可知,焦点在 xx 轴上,
且 a2=4a^2 = 4,b2=kb^2 = k。
因为方程表示双曲线,所以有 b2=k>0b^2 = k > 0。

2. 利用离心率公式建立关于 $k$ 的表达式

根据双曲线的几何性质,其离心率 e=cae = \dfrac{c}{a}。
从而 e2=c2a2=a2+b2a2=1+b2a2e^2 = \dfrac{c^2}{a^2} = \dfrac{a^2 + b^2}{a^2} = 1 + \dfrac{b^2}{a^2}。
代入 a2=4a^2 = 4,b2=kb^2 = k,得:
e2=1+k4e^2 = 1 + \dfrac{k}{4},
即 e=1+k4e = \sqrt{1 + \dfrac{k}{4}}。

3. 结合离心率的范围解不等式求出 $k$ 的取值范围

因为 e∈(1,2)e \in (1, 2),所以 1<e<21 < e < 2,
即 1<1+k4<21 < \sqrt{1 + \dfrac{k}{4}} < 2。
平方得:
1<1+k4<41 < 1 + \dfrac{k}{4} < 4,
各部分减去 1 得:
0<k4<30 < \dfrac{k}{4} < 3,
两边同乘以 4 得:
0<k<120 < k < 12。
且 k>0k > 0 恒成立,因此 kk 的取值范围是 (0,12)(0, 12)(或 0<k<120 < k < 12)。

答案

(0,12)(0,12)

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