已知双曲线χ2a2−γ2b2=1(a>0,b>0)\dfrac{{{\chi }^{2}}}{{{a}^{2}}}-\dfrac{{{\gamma }^{2}}}{{{b}^{2}}}=1(a > 0,b > 0)的一条渐近线方程是γ=3χ\gamma =\sqrt{3}\chi ,它的一个焦点与抛物线γ2=16χ{{\gamma }^{2}}=16\chi 的焦点相同,则双曲线的方程为 。

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完整解法

1. 确定抛物线的焦点并由此得出双曲线的焦距参数 $c$

抛物线 y2=16xy^2 = 16x 的标准方程为 y2=2pxy^2 = 2px,由此可知 2p=162p = 16,得焦点为 (p2,0)=(4,0)(\frac{p}{2}, 0) = (4, 0)。
由于双曲线的一焦点与其相同,故双曲线的焦点在 xx 轴上,且半焦距 c=4c = 4。

2. 利用双曲线渐近线方程得到 $a$ 与 $b$ 的比例关系

双曲线 x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)\dfrac{x^2}{a^2} - \dfrac{y^2}{b^2} = 1 (a>0, b>0) 的焦点在 xx 轴上,其渐近线方程为 y=±baxy = \pm \dfrac{b}{a}x。
已知一条渐近线方程为 y=3xy = \sqrt{3}x,因此 ba=3\dfrac{b}{a} = \sqrt{3},即 b=3ab = \sqrt{3}a。

3. 利用关系式 $c^2 = a^2 + b^2$ 求解 $a^2$ 和 $b^2$ 并写出方程

根据双曲线的性质,有 c2=a2+b2c^2 = a^2 + b^2。
将 c=4c = 4 和 b=3ab = \sqrt{3}a 代入,得:
42=a2+(3a)24^2 = a^2 + (\sqrt{3}a)^2
16=a2+3a2=4a216 = a^2 + 3a^2 = 4a^2
解得 a2=4a^2 = 4,从而 b2=3a2=12b^2 = 3a^2 = 12。
因此,所求双曲线的方程为:
x24−y212=1\dfrac{x^2}{4} - \dfrac{y^2}{12} = 1

答案

x24−y212=1\dfrac{x^2}{4} - \dfrac{y^2}{12} = 1

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