设双曲线焦点在x轴,则双曲线的方程为:
x^2/a^2 - y^2/b^2 = 1
其中:
ab = √3 …………(1)
直线L经过F2(c,0),且斜率为k = tanA = (√21)/2,则直线方程为:
y = (√21)/2 * (x - c)
其中:
c^2 = a^2 + b^2 …………(2)
F1F2的垂直平分线其实就是y轴,即P点横坐标为0
而F2的横坐标为c,PQ = 2QF2,即PQ = (2/3)*PF2,所以Q的横坐标为(2/3)c
Q点在直线L上,代入L就可以求得Q的纵坐标:-(√21)/6
所以:Q的坐标为:Q((2/3)c,-(√21)/6)
而Q点在双曲线上,代入双曲线方程,整理,得:
4c^2/9a^2 - 7c^2/12b^2 = 1 …………(3)
由上面的(1)(2)(3)就可以求解得到a、b、c的值:
对(3),两边乘以36a^2b^2(注意到a^2b^2 = 3,c^2 = a^2 + b^2),得:
(16b^2 - 21a^2) * (a^2 + b^2) = 108
展开括号(注意到a^2b^2=3),得:
16b^4 - 21a^4 = 123
而ab=√3,所以:
48/a^4 - 21a^4 = 123
令d=a^4,代入,得:7d^2 + 41d - 48 = 0,d=1
所以:a^2 = 1,b^2 = 3,c^2 = 4
双曲线方程为:
x^2 - y^2/3 = 1
------------------------------------
如果焦点在y轴上,也可以用类似的方法计算.
其中:
双曲线方程为:y^2/a^2 - x^2/b^2 = 1
直线方程为:y-c = x/((√21)/2)
Q的坐标为:Q(-(√21)/6,(2/3)c)
最后,求解得到a、b、c的值仍为:
a^2 = 1,b^2 = 3,c^2 = 4
即双曲线方程为:
y^2 - x^2/3 = 1