13.(4分)(2016•浙江)设双曲线 $x^{2}-\frac{y^{2}}{3}=1$ 的左、右焦点分别为 $F_{1} , F_{2}$ ,若点 $P$ 在双曲线上,且 $\triangle \mathrm{F}_{1} \mathrm{PF}_{2}$ 为锐角三角形,则 $\left|\mathrm{PF}_{1}\right|+\left|\mathrm{PF}_{2}\right|$ 的取值范围是_$(2 \sqrt{7}, 8)$ 。
(4分)(2016•浙江)设双曲线 x^ 2 - y^ 2…——2016 高考数学第 13 题答案解析
2016_浙江卷 (2016·文)
完整解析 · 逐步详解
【分析】由题意画出图形,以 P 在双曲线右支为例,求出 $\angle \mathrm{PF}_{2} \mathrm{~F}_{1}$ 和 $\angle \mathrm{F}_{1} \mathrm{PF}_{2}$ 为直角时 $\left|\mathrm{PF}_{1}\right|+\left|\mathrm{PF}_{2}\right|$的值,可得 $\triangle F_{1} P F_{2}$ 为锐角三角形时 $\left|P F_{1}\right|+\left|P F_{2}\right|$ 的取值范围。
【解答】解:如图,
由双曲线 $x^{2}-\frac{y^{2}}{3}=1$ ,得 $a^{2}=1, b^{2}=3$ ,
$\therefore c=\sqrt{a^{2}+b^{2}}=2$ .
不妨以 P 在双曲线右支为例,当 $\mathrm{PF}_{2} \perp \mathrm{x}$ 轴时,
把 $x=2$ 代入 $x^{2}-\frac{y^{2}}{3}=1$ ,得 $y= \pm 3$ ,即 $\left|P F_{2}\right|=3$ ,
此时 $\left|\mathrm{PF}_{1}\right|=\left|\mathrm{PF}_{2}\right|+2=5$ ,则 $\left|\mathrm{PF}_{1}\right|+\left|\mathrm{PF}_{2}\right|=8$ ;
由 $\mathrm{PF}_{1} \perp \mathrm{PF}_{2}$ ,得 $\left|\mathrm{PF}_{1}\right|^{2}+\left|\mathrm{PF}_{2}\right|^{2}=\left|\mathrm{F}_{1} \mathrm{~F}_{2}\right|^{2}=4 \mathrm{c}^{2}=16$ ,
又 $\left|\mathrm{PF}_{1}\right|-\left|\mathrm{PF}_{2}\right|=2$ ,(1)
两边平方得:$\left|P F_{1}\right|^{2}+\left|P F_{2}\right|^{2}-2\left|P F_{1}\right|\left|P F_{2}\right|=4$ ,
$\therefore\left|\mathrm{PF}_{1}\right|\left|\mathrm{PF}_{2}\right|=6$ ,(2)
联立(1)(2)解得:$\left|P F_{1}\right|=1+\sqrt{7},\left|P F_{2}\right|=-1+\sqrt{7}$ ,
此时 $\left|\mathrm{PF}_{1}\right|+\left|\mathrm{PF}_{2}\right|=2+\sqrt{7}$ 。
∴ 使 $\triangle \mathrm{F}_{1} \mathrm{PF}_{2}$ 为锐角三角形的 $\left|\mathrm{PF}_{1}\right|+\left|\mathrm{PF}_{2}\right|$ 的取值范围是( $2 \sqrt{7}, 8$ )。
故答案为:$(2 \sqrt{7}, 8)$ 。
【点评】本题考查双曲线的简单性质,考查双曲线定义的应用,考查数学转化思想方法,是中档题。