解決済み

数学の質問です。

双曲線の媒介変数表示を図形的に導出しようとしているのですが、良く分からないところがあります。(三角関数の相互関係を使った導出は理解しました。)


双曲線x2y2=1x^2-y^2=1の媒介変数表示に就いて考えます。(添付した画像のように考えました。)(取り敢えず、第11象限に就いて考えます。)

画像のように双曲線上にA(x,y)A(x,y)を取り、B(0,y)B(0,y)C(x,0)C(x,0)E(1,0)E(1,0)を定めます(O(0,0)O(0,0)は原点)。そして、EEを通り、xx軸に垂直な直線とABABの交点をDDとします。また、θ=EOD\theta=\angle EODとします。すると三角形OEDOEDが直角三角形であることと、OE=1OE=1であることよりD(1,tanθ)D(1,\tan\theta)だと分かり、y=tanθy=\tan\thetaが導かれます。

そして次が問題なのですが、どのようにしてx=1cosθx=\dfrac{1}{\cos\theta}を導けば良いのでしょうか?OE=1OE=1ED=tanθED=\tan\thetaなので、三平方の定理よりOD=1cosθOD=\dfrac{1}{\cos\theta}だと分かったのですが、次にどのように考えれば良いか分かりません。


回答宜しくお願い致します。

ベストアンサー

ベストアンサー

いま書かれている双曲線上にAAを取り~が導かれますという文章は, 第一象限上にAAを取り~という文に置き換えてもそのまま成り立つ, すなわち双曲線と無関係に成り立っていることに注意してください. xxの表示を得るには双曲線に関する情報が必要です.


というわけで双曲線の式を使えば良いのですが, AAyy座標の表示を得たので, 単にそれをもとの式に代入するとか, 同じですけどx2=1+y2=1+DE2x^2 = 1 + y^2 = 1 + DE^2 あたりを使えばどうでしょう.

返信(3件)

回答ありがとうございます。


成程!確かにそうですね!すっきりしました!


因みに、気になったのですが、xxの値を幾何だけで求めることは出来るのでしょうか?焦点からの距離の差が22と言う情報だけだと厳しいのでしょうか?

ちょっと自分には思いつきそうにないですね……xxθ\thetaの関係が見えてこないです.

x2=12+y2x^2=1^2+y^2だから三平方の定理よりxxは直角をはさむ22辺の長さが1,y1,yであるような直角三角形の斜辺の長さであるから, x=ODx = OD, みたいに無理やりな解釈はできますけど, これは意味ないというか普通に代入したりしたのと変わらない気がしますし.

成程、ありがとうございます。

質問者からのお礼コメント

質問者からのお礼コメント

ありがとうございます!

そのほかの回答(1件)

とりあえず、三平方の定理を用いるところから解説していきます。

三平方の定理からOE=1およびED=tanθより

OD=√OE²+ED²=√1²+(tanθ)²=√1+tan²θ=sec²θとなります。

したがって、OD=x-1これを用いて次のように表現できます。

 x-1=OD=1/cos(θ)

よってこれを整理すると

 x=1+OD=1/cos(θ)

結果としてx=1/cos(θ)が導かれます。

どうでしょうか?


返信(1件)

回答ありがとうございます。


なぜOD=x1OD=x-1なのでしょうか?OE=x1OE=x-1ではないのでしょうか?

また、x1=OD=1cosθx-1=OD=\dfrac{1}{\cos\theta}ならば、x=OD+1=1cosθ+1x=OD+1=\dfrac{1}{\cos\theta}+1ではないのでしょうか?