设双曲线的一个焦点为FF,虚轴的一个端点为BB,如果直线FBFB与该双曲线的一条渐近线垂直,那么此双曲线的离心率为( )
A. 2\sqrt{2}
B. 3\sqrt{3}
C. 1+32\dfrac{1+\sqrt{3}}{2}
D. 1+52\dfrac{1+\sqrt{5}}{2}

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完整解法

1. 设出双曲线的标准方程,写出焦点$F$与虚轴端点$B$的坐标,并求出直线$FB$的斜率

设双曲线的标准方程为 x2a2−y2b2=1\dfrac{x^2}{a^2} - \dfrac{y^2}{b^2} = 1 (a>0,b>0a>0, b>0)。
不失一般性,设焦点为 F(c,0)F(c,0),虚轴的一个端点为 B(0,b)B(0,b)。
则直线 FBFB 的斜率为:
kFB=b−00−c=−bck_{FB} = \dfrac{b-0}{0-c} = -\dfrac{b}{c}

2. 根据直线$FB$与渐近线垂直,得出$a, b, c$之间的关系式

双曲线的一条渐近线方程为 y=baxy = \dfrac{b}{a}x,其斜率为 k=bak = \dfrac{b}{a}。
因为直线 FBFB 与该渐近线垂直,所以其斜率之积为 −1-1:
kFB⋅k=−1  ⟹  −bc⋅ba=−1k_{FB} \cdot k = -1 \implies -\dfrac{b}{c} \cdot \dfrac{b}{a} = -1
化简得:
b2=acb^2 = ac

3. 利用双曲线$a, b, c$的关系以及离心率的定义求出离心率的值

因为 b2=c2−a2b^2 = c^2 - a^2,代入上式得:
c2−a2=acc^2 - a^2 = ac
两边同除以 a2a^2 得:
(ca)2−1=ca\left(\dfrac{c}{a}\right)^2 - 1 = \dfrac{c}{a}
设离心率为 e=cae = \dfrac{c}{a},则有:
e2−e−1=0e^2 - e - 1 = 0
解得 e=1+52e = \dfrac{1+\sqrt{5}}{2} 或 e=1−52e = \dfrac{1-\sqrt{5}}{2}。
因为双曲线的离心率 e>1e > 1,所以舍去负值 e=1−52e = \dfrac{1-\sqrt{5}}{2},
得 e=1+52e = \dfrac{1+\sqrt{5}}{2}。
故选 D。

答案

D

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