已知双曲线x2a2−y2b2=1(a  >  0,b  >  0)\dfrac{{x}^{2}}{{a}^{2}}-\dfrac{{y}^{2}}{{b}^{2}}=1(a{\rm\;>\;}0,b{\rm\;>\;}0),点AA、FF分别为其右顶点和右焦点,B1(0,b)B_{1}(0\text{,}b),B2(0,-b)B_{2}(0\text{,-}b),若B1F⊥B2AB_{1}F\text{⊥}B_{2}A,则该双曲线的离心率为()()
A. 1+51\text{+}\sqrt{5}
B. 5-12\dfrac{\sqrt{5}\text{-}1}{2}
C. 5+12\dfrac{\sqrt{5}\text{+}1}{2}
D. 5-1\sqrt{5}\text{-}1

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完整解法

1. 用坐标表示向量并利用垂直条件列出等式

依题意,双曲线的右顶点为 A(a,0)A(a,0),右焦点为 F(c,0)F(c,0),其中 c=a2+b2c = \sqrt{a^2+b^2}。
已知 B1(0,b)B_1(0,b),B2(0,−b)B_2(0,-b),
由此可得向量:
B1F→=(c,−b)\overrightarrow{B_1F} = (c, -b)
B2A→=(a,b)\overrightarrow{B_2A} = (a, b)
因为 B1F⊥B2AB_1F \perp B_2A,所以它们的方向向量数量积为 00,即:
B1F→⋅B2A→=ac−b2=0\overrightarrow{B_1F} \cdot \overrightarrow{B_2A} = ac - b^2 = 0

2. 消去 $b$ 建立关于 $a$ 和 $c$ 的关系式

在双曲线中,根据几何性质有关系式 b2=c2−a2b^2 = c^2 - a^2。
将此代入上一步得到的 ac−b2=0ac - b^2 = 0 中,可得:
ac−(c2−a2)=0ac - (c^2 - a^2) = 0
整理得:
c2−ac−a2=0c^2 - ac - a^2 = 0

3. 转化为关于离心率 $e$ 的方程并求解

因为双曲线的离心率 e=cae = \dfrac{c}{a},将上式两边同除以 a2a^2(因为 a>0a > 0),得:
(ca)2−ca−1=0\left(\dfrac{c}{a}\right)^2 - \dfrac{c}{a} - 1 = 0
即:
e2−e−1=0e^2 - e - 1 = 0
解这个关于 ee 的一元二次方程,可得:
e=1±52e = \dfrac{1 \pm \sqrt{5}}{2}
因为双曲线的离心率满足 e>1e > 1,
所以舍去负值 1−52\dfrac{1 - \sqrt{5}}{2},
得 e=5+12e = \dfrac{\sqrt{5} + 1}{2}。
故选 C。

答案

C

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