25~26高三下·内蒙古包头一模·第14题

已知椭圆$C_1:\dfrac{x^2}{4}+\dfrac{y^2}{3}=1$和双曲线$C_2:\dfrac{x^2}{a^2}-\dfrac{y^2}{b^2}=1(a>0,b>0)$有公共焦点$F_1,F_2$($F_1$为左焦点),$C_1$与$C_2$在第三象限交于点$M$,直线$MF_2$交$y$轴于点$N$且$F_1N$平分$\angle MF_1F_2$,则$C_2$的离心率为_______.

椭圆双曲线共焦点,角平分线下离心率问题

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$\boldsymbol{\dfrac{5}{2}}$

图片[2]-椭圆双曲线共焦点,角平分线下离心率问题

椭圆$C_1:\dfrac{x^2}{4}+\dfrac{y^2}{3}=1$中$a_1^2=4,b_1^2=3$,故$c_1^2=4-3=1$,$c_1=1$,
$\therefore F_1(-1,0),F_2(1,0)$,
由题意可知$c=c_1=1$,且$c^2=a^2+b^2$,
由椭圆定义可得$|MF_1|+|MF_2|=2a_1=4$ ①,
由双曲线定义可得$|MF_2|-|MF_1|=2a$ ②,
联立①②得$|MF_1|=2-a,|MF_2|=2+a$,
由角平分线定理可知,$\dfrac{|MN|}{|NF_2|}=\dfrac{|MF_1|}{|F_1F_2|}=\dfrac{2-a}{2}$,
设$M(x_0,y_0)$,$N$在直线$MF_2$上,由分点比例得$\dfrac{|MN|}{|NF_2|}=-x_0$,
则$-x_0=\dfrac{2-a}{2}$,解得$x_0=\dfrac{a-2}{2}$,
$M$在椭圆上,则$\dfrac{\left(\dfrac{a-2}{2}\right)^2}{4}+\dfrac{y_0^2}{3}=1$,解得$y_0^2=3\left(1-\dfrac{(a-2)^2}{16}\right)$,
$\because |MF_1|=2-a$,
$\therefore \sqrt{(x_0+1)^2+y_0^2}=2-a$,
由$x_0=\dfrac{a-2}{2}$得$x_0+1=\dfrac{a}{2}$,
$\therefore \left(\dfrac{a}{2}\right)^2+3\left(1-\dfrac{(a-2)^2}{16}\right)=(2-a)^2$,化简得$\dfrac{(a+6)^2}{16}=(2-a)^2$,
$\because a+6>0,2-a>0$,
$\therefore \dfrac{a+6}{4}=2-a$,解得$a=\dfrac{2}{5}$,
$\therefore e=\dfrac{c}{a}=\dfrac{1}{\dfrac{2}{5}}=\dfrac{5}{2}$.

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THE END
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