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关于双曲线的性质,证明:在双曲线上任意一点P,P处的切线PT平分三角形PF1F2在点P处的内角

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/17 16:30:57
关于双曲线的性质,
证明:在双曲线上任意一点P,P处的切线PT平分三角形PF1F2在点P处的内角
看【古希腊】阿波罗尼的《圆锥曲线论》.
这是我自己想的:
先给出以下引理:
如图所示,点P在直线l上运动,定点A,B在l的异侧,求证:当|AP﹣BP|最大时,l平分∠APB
证明:作B关于l的对称点B',在△AB'P’中,AB>|AP‘﹣BP’|,当A,B',P共线时AB'=|AP﹣B'P|
           因此当|AP﹣BP|最大时,A,B',P三点共线.
      所以∠APP'=∠B’PP‘,由对称知∠BPP'=∠B'PP'
           因此,此时l平分∠APB
下面证明原命题.
证明:在双曲线上过点P的切线上的点P‘必在双曲线的“外侧”.
      此时,|F1P’﹣F2P‘|<2a,a为实轴长
      而由双曲线定义|F1P﹣F2P|=2a
          根据引理,可知l平分∠F1PF2
这个问题也可以求导解决.
先考察P在第一象限时的情况.
设x²/a²﹣y²/b²=1,用隐函数微分法,得2/a² x dx﹣2/b² y dy=0
化简得dy/dx=b²/a²  x/y
设P(x0,y0),则过P的切线l的方程为y﹣y0=y'(x﹣x0)
而y’=b²/a²  x0/y0
在l的方程中,令y=0,即得l与x轴的交点,经计算,这个交点坐标为((b²x0²﹣a²y²)/(b²x0),0)
化简得(a²/x0,0),记为点Q
于是F1Q=c+a²/x0,F2Q=c﹣a²/x0
由焦半径公式F1P=a+ex0,F2Q=ex0﹣a
下面证明F1Q:F1P=F2Q:F2P
∵F1Q×F2P=(c+a²/x0)(ex0﹣a)=ecx0﹣a³/x0
  F2Q×F1P=(c﹣a²/x0)(ex0+a)=ecx0﹣a²/x0
因此F1Q:F1P=F2Q:F2P
由三角形内角平分线定理得PQ平分∠F1PF2