Nội dung bài giảng
Trong mặt phẳng tọa độ cho hai điểm \({F_1}\left( { - \sqrt 2 ; - \sqrt 2 } \right);\,{F_2}\left( {\sqrt 2 ;\sqrt 2 } \right).\) Chứng minh rằng với mỗi điểm M(x, y) nằm trên đồ thị hàm số \(y = {1 \over x},\) ta đều có
\(M{F_1}^2 = {\left( {x + {1 \over x} + \sqrt 2 } \right)^2};M{F_2}^2 = {\left( {x + {1 \over x} - \sqrt 2 } \right)^2}.\)
Từ đó suy ra \(|M{F_1} - M{F_2}| = 2\sqrt 2 .\)
Giải
Giả sử: \(M\left( {x;y} \right) \in \left( H \right):\,y = {1 \over x}\) ta có:
\(\eqalign{
& M{F_1^2} = {\left( {x + \sqrt 2 } \right)^2} + {\left( {{1 \over x} + \sqrt 2 } \right)^2} \cr&\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = {x^2} + 2\sqrt 2 .x + 2 + {1 \over {{x^2}}} + 2\sqrt 2 .{1 \over x} + 2 \cr
& \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \left( {{x^2} + {1 \over {{x^2}}} + 2} \right) + 2\sqrt 2 \left( {x + {1 \over x}} \right) + 2 \cr
& \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = {\left( {{x^2} + {1 \over x}} \right)^2} + 2\left( {x + {1 \over x}} \right).\sqrt 2 + {\left( {\sqrt 2 } \right)^2} \cr
& \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = {\left( {x + {1 \over x} + \sqrt 2 } \right)^2} \cr
& M{F_2}^2 = {\left( {x - \sqrt 2 } \right)^2} + {\left( {{1 \over x} - \sqrt 2 } \right)^2} \cr&\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \;= {\left( {x + {1 \over x}} \right)^2} - 2\sqrt 2 \left( {x + {1 \over x}} \right) + 2 \cr
& \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = {\left( {x + {1 \over x} - \sqrt 2 } \right)^2} \cr} \)
Từ đó suy ra:
+) Với x > 0 thì \(x + {1 \over x} \ge 2\) (theo bất đẳng thức cô si)
Khi đó: \(M{F_1} = x + {1 \over x} + \sqrt 2 ;M{F_2} = x + {1 \over x} - \sqrt 2 \)
\(\Rightarrow M{F_1} - M{F_2} = 2\sqrt 2 .\)
+) Với x < 0 thì \(\left| {x + {1 \over x}} \right| = |x| + {1 \over {|x|}} \ge 2 \Rightarrow x + {1 \over x} \le - 2\)
Khi đó: \(M{F_1} = - x - {1 \over x} - \sqrt 2 ;M{F_2} = - x - {1 \over x} + \sqrt 2\)
\( \Rightarrow M{F_1} - M{F_2} = - 2\sqrt 2 \)
Vậy \(|M{F_1} - M{F_2}| = 2\sqrt 2 .\)