双曲線

170118 初版 170118 更新

定義

 ある2定点F, F' (焦点 focus) があって, F からと F' からの距離の差が一定である点の軌跡を双曲線といいます。

例 1

焦点 F(5, 0), F'(-5, 0)
|FP - F'P| = 6 (一定)とします。
A(a, 0) を 曲線 と x軸の正の部分 との共有点とします。 F より右 あるいは F' より左にはありません。
a の満たすべき式は,
(5 - a) - (a + 5) = 6
(a + 5) - (5 - a) = 6
ゆえに,a = -3, 3
x, k を 正の数として P(x, kx) を この曲線上の点とします。
x, k の満たすべき式は,
\(\sqrt{(x+5)^2+(kx)^2}-\sqrt{(x-5)^2+(kx)^2}=6\)
この式は,
\(\sqrt{\left(1+\frac{5}{x}\right)^2+k^2} +\sqrt{\left(1-\frac{5}{x}\right)^2+k^2}=\dfrac{10}{3}\)
と変形できます。
十分大きい x に対しては,
\(\sqrt{1+k^2}\) は \(\dfrac{5}{3}\) と ほぼ等しくなります。
この曲線の第1象限の部分は, 直線 \(y=\dfrac{4}{3}x\) に, 下方から限りなく近づいていきます。