每日一题[3072]骨骼清奇

已知双曲线 $C:\dfrac{x^2}{a^2}-\dfrac{y^2}{b^2}=1$($a>0$,$b>0$)的左、右焦点分别为 $F_1,F_2$.点 $A$ 在 $C$ 上,点 $B$ 在 $y$ 轴上,$\overrightarrow{F_1A}\perp\overrightarrow{F_1B}$,$\overrightarrow{F_2A}=-\dfrac 23\overrightarrow{F_2B}$,则 $C$ 的离心率为_______.

答案    $\dfrac{3\sqrt 5}5$.

解析    根据题意,不妨设 $a=1$,设 $|BF_1|=|BF_2|=3m$,则 $|AF_2|=2m$,$|F_1A|=2m+2$.

在直角三角形 $F_1AB$ 中,有\[|AB|^2=|F_1A|^2+|F_1B|^2\iff (5m)^2=(2m+2)^2+(3m)^2,\]解得 $m=-\dfrac 13$(舍去)或 $m=1$,因此 $\cos\angle F_1AF_2=\dfrac 45$,在 $\triangle F_1AF_2$ 中应用余弦定理,可得\[|F_1F_2|=\sqrt{|F_1A|^2+|F_2A|^2-2\cdot |F_1A|\cdot |F_2A|\cdot\cos\angle F_1AF_2}=\sqrt{16+4-2\cdot 4\cdot 2\cdot\dfrac 45}=\dfrac{6}{\sqrt 5},\]因此所求离心率为 $\dfrac{3\sqrt 5}5$.

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