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证明 双曲线中过焦点和同一支产生的弦中,通径最短

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/08/23 11:37:03
证明 双曲线中过焦点和同一支产生的弦中,通径最短
设双曲线方程为x^2/a^2-y^2/b^2=1,c^2=a^2+b^2
则直线x=c与双曲线的交点为(c,b^2/a)(c,-b^2/a),故通径为2b^2/a
设过点(c,0)的直线方程为y=k(x-c),(kb/a,k不等于0),与双曲线交点为A(x1,y1),B(x2,y2)(x1,x2>0)
代入x^2/a^2-y^2/b^2=1得
(1/a^2-k^2/b^2)x^2+2ck^2*x/b^2-c^2*k^2/b^2-1=0
则x1+x2=-2ck^2/(b^2/a^2-k^2),x1*x2=-(c^2*k^2+b^2)/(b^2/a^2-k^2)
(x1-x2)^2=(x1+x2)^2-4*x1*x2=4[c^2*k^4+(c^2*k^2+b^2)(b^2/a^2-k^2)]/(b^2/a^2-k^2)^2
=4(k^2+1)b^4*a^2/(b^2-a^2*k^2)^2
利用y=k(x-c)得(y1-y2)^2=[k(x1-x2)]^2
所以弦AB=根号下[(x1-x2)^2+(y1-y2)^2]=2(k^2+1)a*b^2/(a^2*k^2-b^2)
AB-通径=2(k^2+1)a*b^2/(a^2*k^2-b^2)-2b^2/a=2c^2*b^2/a(a^2*k^2-b^2)>0
所以双曲线中过焦点和同一支产生的弦中,通径最短