证明下列函数图象均为双曲线:
【难度】
【出处】
【标注】
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    解析几何
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    双曲线
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    双曲线的定义
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    双曲线的第一定义
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    双曲线的相交直线距离定义
  1. 反比例函数 $y=\dfrac mx$($m\ne 0$);
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      双曲线的第一定义
    答案
    解析
    只需要证明 $m>0$ 的情形.此时实轴顶点坐标为 $\left(-\sqrt m,-\sqrt m\right)$ 和 $\left(\sqrt m,\sqrt m\right)$,于是焦点坐标分别为 $F_1\left(\sqrt {2m},\sqrt {2m}\right)$ 和 $F_2\left(-\sqrt {2m},-\sqrt {2m}\right)$.设 $P\left(x,\dfrac mx\right)$ 是函数 $y=\dfrac mx$ 上任意一点,由对称性,不妨设 $x>0$,从而\[\begin{split}|PF_1|-|PF_2|&=\sqrt{\left(x+\sqrt {2m}\right)^2+\left(\dfrac mx+\sqrt {2m}\right)^2}-\sqrt{\left(x-\sqrt {2m}\right)^2+\left(\dfrac mx-\sqrt {2m}\right)^2}\\
    &=\left|x+\dfrac mx+\sqrt {2m}\right|-\left|x+\dfrac mx-\sqrt {2m}\right|\\
    &=2\sqrt {2m},\end{split}\]于是命题得证.
  2. 对勾函数 $y=ax+\dfrac bx$($ab\neq 0$).
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    答案
    解析
    首先证明双曲线 $\dfrac{x^2}{a^2}-\dfrac{y^2}{b^2}=1$ 上的任意一点到其渐近线的距离的乘积为定值.事实上,该定值为\[\dfrac{|bx+ay|\cdot |bx-ay|}{a^2+b^2}=\dfrac{a^2b^2}{a^2+b^2}.\]进而到两条相交直线距离之积为定值的点的轨迹为双曲线,而函数 $y=ax+\dfrac bx$ 上的点 $\left(x,ax+\dfrac bx\right)$ 到直线 $x=0$ 和 $y=ax$ 的距离之积为\[|x|\cdot \dfrac{\left|\dfrac bx\right|}{a^2+1}=\dfrac{|b|}{a^2+1}\]为定值,这样就证明了结论.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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