设F1F_{1},F2F_{2}是双曲线CC:x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)\dfrac{{{x}^{2}}}{{{a}^{2}}}-\dfrac{{{y}^{2}}}{{{b}^{2}}}=1(a>0,b>0)的左右焦点,PP是双曲线CC右支上一点,若∣PF1∣+∣PF2∣=4a|PF_{1}|+|PF_{2}|=4a,且∠F1PF2=60°∠F_{1}PF_{2}=60°,则双曲线CC的渐近线方程是()(\quad)
A. 3x±y=0\sqrt{3}x\pm y=0
B. 2x±7y=02x\pm\sqrt{7}y=0
C. 3x±2y=0\sqrt{3}x\pm 2y=0
D. 2x±3y=02x\pm\sqrt{3}y=0

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完整解法

1. 利用双曲线定义与已知条件求出点 $P$ 到两焦点的距离

由双曲线定义,因为点 PP 在双曲线右支上,所以:
∣PF1∣−∣PF2∣=2a|PF_{1}| - |PF_{2}| = 2a
又已知:
∣PF1∣+∣PF2∣=4a|PF_{1}| + |PF_{2}| = 4a
联立两式可得:
∣PF1∣=3a,∣PF2∣=a|PF_{1}| = 3a, \quad |PF_{2}| = a

2. 在三角形中应用余弦定理求出 $c^2$ 与 $a^2$ 的关系

在 △F1PF2\triangle F_{1}PF_{2} 中,已知 ∣PF1∣=3a|PF_{1}| = 3a,∣PF2∣=a|PF_{2}| = a,∣F1F2∣=2c|F_{1}F_{2}| = 2c,且 ∠F1PF2=60∘\angle F_{1}PF_{2} = 60^\circ。
由余弦定理:
∣F1F2∣2=∣PF1∣2+∣PF2∣2−2∣PF1∣∣PF2∣cos⁡60∘|F_{1}F_{2}|^{2} = |PF_{1}|^{2} + |PF_{2}|^{2} - 2|PF_{1}||PF_{2}|\cos 60^\circ
代入已知数据:
(2c)2=(3a)2+a2−2⋅(3a)⋅a⋅12(2c)^{2} = (3a)^{2} + a^{2} - 2 \cdot (3a) \cdot a \cdot \dfrac{1}{2}
4c2=9a2+a2−3a2=7a24c^{2} = 9a^{2} + a^{2} - 3a^{2} = 7a^{2}
解得:
c2=74a2c^{2} = \dfrac{7}{4}a^{2}

3. 计算 $b^2$ 并写出双曲线的渐近线方程

根据双曲线参数关系 c2=a2+b2c^{2} = a^{2} + b^{2},可得:
b2=c2−a2=74a2−a2=34a2b^{2} = c^{2} - a^{2} = \dfrac{7}{4}a^{2} - a^{2} = \dfrac{3}{4}a^{2}
因此:
ba=32\dfrac{b}{a} = \dfrac{\sqrt{3}}{2}
双曲线 CC 的渐近线方程为 y=±baxy = \pm \dfrac{b}{a}x,即 y=±32xy = \pm \dfrac{\sqrt{3}}{2}x,化简得:
3x±2y=0\sqrt{3}x \pm 2y = 0
故正确选项为 C。

答案

C

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