设双曲线的中心在原点,准线平行于x轴,离心率为52,且点P(0,5)到此双曲线上的点的最近距离为2,求双曲线的方程.

问题描述:

设双曲线的中心在原点,准线平行于x轴,离心率为

5
2
,且点P(0,5)到此双曲线上的点的最近距离为2,求双曲线的方程.

依题意,设双曲线的方程为

y2
a2
-
x2
b2
=1(a>0,b>0).
∵e=
c
a
=
5
2
,c2=a2+b2,∴a2=4b2
设M(x,y)为双曲线上任一点,则
|PM|2=x2+(y-5)2
=b2
y2
a2
-1)+(y-5)2
=
5
4
(y-4)2+5-b2(|y|≥2b).
①若4≥2b,则当y=4时,
|PM|min2=5-b2=4,得b2=1,a2=4.
从而所求双曲线方程为
y2
4
-x2=1.
②若4<2b,则当y=2b时,
|PM|min2=4b2-20b+25=4,
得b=
7
2
(舍去b=
3
2
),b2=
49
4
,a2=49.
从而所求双曲线方程为
y2
49
-
4x2
49
=1.