已知等轴双曲线C:x^2-y^2=a^2(a>0)上一定点P(x,y)及曲线C上两动点A,B满足(

1个回答

  • (1)证明:设A,B坐标分别为(x1,y1) (x2,y2),AP,BP的中点分别是M,N

    由于(OA-OP)*(OB-OP)=0,

    且向量PA*向量PB=0

    则直线PA与直线PB垂直

    则有:kPA*kPB=-1

    则可得

    (y1-y0)/(x1-x0)*(y2-y0)/(x2-x0)=-1

    又三点在双曲线上,可得

    x1^2-y1^2=a^2--(1),x2^2-y2^2=a^2--(2),x0^2-y0^2=a^2--(3)

    (1)-(3)得:(x1-x0)(x1+x0)-(y1-y0)(y1+y0)=0--(4),

    (2)-(3)得:(x2+x0)(x2-x0)-(y2+y0)(y2-y0)=0--(5),

    由(4)(5)可得:

    (x1+x0)=(y1-y0)/(x1-x0)*(y1+y0),

    (x2+x0)=(y2-y0)/(x2-x0)*(y2+y0)

    所以:联立(OA+OP)*(OB+OP)

    =(x1+x0)(x2+x0)+(y1+y0)(y2+y0)

    =[(y1-y0)/(x1-x0)]*[(y2-y0)/(x2-x0)]*[(y1+y0)(y2+y0)]+(y1+y0)(y2+y0)

    =0

    2)设kPA=k,则:kPB=-1/k (k不等于0)

    则直线PA:y-y0=k(x-x0),

    直线PB:y-y0=(-1/k)(x-x0)

    将y-y0=k(x-x0)带入双曲线方程得:

    x^2-[k(x-x0)+y0]^2=a^2

    化简得:(x-x0)[(1-k^2)x+(k^2+1)x0-2ky0]=0,

    于是得到:

    |AP|=|[2ky0-(k^2+1)x0]/(1-k^2)-x0|=2|(ky0-x0)/(1-k^2)|

    则|AP|^2=(k^2+1)*4(ky0-x0)^2/(1-k^2)^2

    同理得到:

    |BP|^2=4(1+k^2)(y0+kx0)^2/(1-k^2)^2

    所以利用勾股定理得:

    |AB|^2=|AP|^2+|BP|^2

    =(k^2+1)*4(ky0-x0)^2/(1-k^2)^2+4(1+k^2)(y0+kx0)^2/(1-k^2)^2

    =4*(k^2+1)/(1-k^2)^2*[(ky0-x0)^2+(y0+kx0)^2]

    =4*[(k^2+1)/(1-k^2)]^2*(x0^2+y0^2)

    由于:(k^2+1)/(1-k^2)

    =[(k^2-1)+2]/(1-k^2)

    =2/(1-k^2)-1

    则当k=0时上式取最小值

    所以|AB|最小值=2√[x0^2+y0^2]