双曲线第一定义证明过程

投稿:攒一口袋阳光 优质问答领域创作者 发布时间:2023-10-06 15:21:29
双曲线第一定义证明过程

双曲线第一定义:平面内,到两个定点的距离之差的绝对值为常数2a(小于这两个定点间的距离)的点的轨迹称为双曲线。定点叫双曲线的焦点,两焦点之间的距离称为焦距,用2c表示。

【例1】设圆C1:(x+√5)2+y2=4与圆C2:(x-√5)2+y2=4,动圆C与圆C1外切,与圆C2内切.求动圆C的圆心轨迹L的方程;

【分析】(1)设动圆圆心M(x,y),半径为r,则|MC1|=r+2,|MC2|=r﹣2,可得|MC1|﹣|MC2|=r+2﹣r+2=4<|C1C2|,利用双曲线的定义,即可求动圆圆心的轨迹方程.

【解答】解:(1)设动圆圆心M的坐标为M(x,y),半径为r,则|MC1|=r+2,|MC2|=r﹣2,

∴|MC1|﹣|MC2|=r+2﹣r+2=4<|C1C2|=2,

由双曲线的定义知,点M的轨迹是以C1、C2为焦点的双曲线的右支,且2a=4,a=2,b=1,

双曲线的方程为:x2/4-y2=1(x≥2);

双曲线第一定义证明过程

证明过程是基于到两个定点的距离之差的绝对值为常数2a(小于这两个定点间的距离)的点的轨迹进行的。设两定点为F1(-c,0), F2(c,0),则根据双曲线的第一定义,到两定点距离之差为2a的点的轨迹为双曲线。根据双曲线的方程 x^2/a^2-y^2/b^2=1,其中c^2=a^2+b^2,将其变形得到 b^2x^2-a^2y^2=a^2b^2,即 (b^2x^2-a^2y^2)/a^2b^2=1。由此可知,双曲线上的点到两定点距离之差为2a,因此双曲线第一定义得证。

双曲线第一定义证明过程

假设有一个点 F 和一条直线 l,现在我们要在平面上找到所有与点 F 到直线 l 的距离之比等于常数 e(即双曲线的离心率)的点 P。其中,e > 1。

首先,我们在直线 l 上找到两个点 A 和 B,并且将这两个点到点 F 的距离之差记为 2a,即:

AB = 2a

接下来,我们在点 F 的对称轴上选择一条垂线,并将其与直线 l 相交于点 O。然后,我们从点 O 开始以长度为 a 的尺子画一个圆,并将圆与对称轴相交于点 C 和 D。

然后,我们以 A 和 B 为中心,以 CA 和 DB 的长度为半径分别画两个圆,并将它们相交于点 P。由于 CA 和 DB 的长度均为 a,因此 AP 和 BP 的长度之差也为 2a。

最后,我们可以证明,点 P 到直线 l 的距离之比恰好等于常数 e。这是因为,根据勾股定理,我们可以得出:

PA² = PB² + AB²

将 AB 的长度代入上式,得到:

PA² = PB² + (2a)²

PA² - PB² = 4a²

(PA + PB)(PA - PB) = 4a²

由于 PA - PB = e × (PA + PB),因此:

PA + PB = (4a²)/(e × (PA + PB))

PA + PB = 2a/e

PA / AB = (PA + PB) / AB = 2a / (e × AB)

因此,点 P 到直线 l 的距离之比等于常数 e,证明完成。

双曲线第一定义证明过程

双曲线是在平面直角坐标系中定义的一种几何图形,其定义是所有点到两个定点的距离之差等于定值的点的轨迹。证明双曲线第一定义的过程如下:

1. 假设有两个定点F1和F2,且它们之间的距离为2c。

2. 在平面直角坐标系中取点P(x,y),并假设PF1和PF2的距离之差为a,即PF2 - PF1 = a。

3. 根据勾股定理,可以得到PF1的距离为sqrt((x-c)^2+y^2),PF2的距离为sqrt((x+c)^2+y^2)。

4. 将上述表达式带入PF2 - PF1 = a中,得到sqrt((x+c)^2+y^2) - sqrt((x-c)^2+y^2) = a。

5. 对上述方程两边平方,并移项整理,可以得到:x^2 / c^2 - y^2 / c^2 = 1 + a^2 / c^2,这是双曲线第一定义的基本方程。

由此证明了双曲线第一定义的正确性。

双曲线第一定义证明过程

关于这个问题,双曲线的第一定义是:对于给定的两个点 F1 和 F2,到这两个点的距离之差为定值的所有点 P 的集合形成的图形。

证明过程如下:

假设有两个点 F1 和 F2,到这两个点的距离之差为常数 c。

现在取一个点 P,它到 F1 和 F2 的距离分别为 d1 和 d2。

根据定义,有 d1 - d2 = c。

将上式变形得到 d1 = d2 + c。

我们知道,到两个点的距离之和为常数 k,即 d1 + d2 = k。

将 d1 = d2 + c 带入上式,得到 d2 + c + d2 = k,即 d2 = (k - c) / 2。

由于 d1 和 d2 是实数,所以 k >= c,即 k - c >= 0。

因此,当 k > c 时,存在一个点 P 满足到 F1 和 F2 的距离之差为常数 c。

反之,当 k = c 时,所有点 P 都满足到 F1 和 F2 的距离之差为常数 c。

综上所述,对于给定的两个点 F1 和 F2,到这两个点的距离之差为常数 c 的所有点 P 的集合形成的图形是一个双曲线。