卡在這題?用 AI 解開它
Algebra · real student question

曲線 C 通過原點,C 上每一點的 x 座標都大於 −1,且 C 上每一點到 F(1, 0) 的距離與到直線 x = a(其中 a < 0)的距離乘積都等於 1。求 a。

Question

曲線 CC 通過原點 OO。CC 上每一點都滿足 x>−1x>-1,且對 CC 上每一點 PP,PP 到 F(1,0)F(1,0) 的距離與 PP 到直線 x=ax=a(其中 a<0a<0)的距離乘積都等於 11。求 aa 的值。

Step-by-step solution

  1. 先把兩段距離寫成代數式。 對點 P(x,y)P(x,y) 而言,

    ∣PF∣=(x−1)2+y2,dist⁡(P, x=a)=∣x−a∣|PF|=\sqrt{(x-1)^{2}+y^{2}},\qquad \operatorname{dist}(P,\ x=a)=|x-a|

    整條曲線都落在那條鉛直線的右側(曲線上的點滿足 x>−1x>-1,而 a<0a<0),所以 x−a>0x-a>0,絕對值可以直接拿掉:

    (x−1)2+y2 (x−a)=1\sqrt{(x-1)^{2}+y^{2}}\,(x-a)=1

  2. 善用題目唯一給出的具體點。 這個條件在 CC 的每一點上都成立,而題目真正點名的只有原點。代入 x=0x=0、y=0y=0,就把一個對全曲線的條件變成關於 aa 的單一方程式——這就是整題的核心想法。

  3. 代入原點。

    (0−1)2+02⋅(0−a)=1⟹1⋅(−a)=1\sqrt{(0-1)^{2}+0^{2}}\cdot(0-a)=1\quad\Longrightarrow\quad 1\cdot(-a)=1

  4. 解出 a。

    −a=1⟹a=−1-a=1\quad\Longrightarrow\quad a=-1

    這與題目要求的 a<0a<0 一致 ✓。

    a=−1\boxed{a=-1}

  5. 檢查一開始的符號假設成立。 取 a=−1a=-1,那條直線就是 x=−1x=-1,而題目說 CC 上每一點都滿足 x>−1x>-1,所以整條曲線上 x−a=x+1>0x-a=x+1>0,把絕對值拿掉是合法的 ✓。因此曲線的方程式是

    (x−1)2+y2 (x+1)=1\sqrt{(x-1)^{2}+y^{2}}\,(x+1)=1

    平方後得到 (x+1)2[(x−1)2+y2]=1(x+1)^{2}\left[(x-1)^{2}+y^{2}\right]=1。

  6. 驗證原點確實在這條曲線上。 在 (0,0)(0,0):(1)2[1+0]=1(1)^{2}\left[1+0\right]=1 ✓,所以推導出來的方程式真的通過 OO,也就確認了 aa 的值。

Answer

a=−1a=-1

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