Пусть заданы точки A(x1,y1)A(x_1,y_1)A(x1,y1), B(x2,y2)B(x_2,y_2)B(x2,y2) и переменная точка P(x,y)P(x,y)P(x,y). Условие PA2−PB2=k
PA^2-PB^2=k PA2−PB2=k
записывается как (x−x1)2+(y−y1)2−(x−x2)2−(y−y2)2=k.
(x-x_1)^2+(y-y_1)^2-(x-x_2)^2-(y-y_2)^2=k. (x−x1)2+(y−y1)2−(x−x2)2−(y−y2)2=k.
После сокращения членов квадратичных по x,yx,yx,y получаем линейное уравнение 2(x2−x1)x+2(y2−y1)y+(x12+y12−x22−y22)=k,
2(x_2-x_1)x+2(y_2-y_1)y+(x_1^2+y_1^2-x_2^2-y_2^2)=k, 2(x2−x1)x+2(y2−y1)y+(x12+y12−x22−y22)=k,
или в упрощённом виде (x2−x1)x+(y2−y1)y=k+x22+y22−x12−y122.
(x_2-x_1)x+(y_2-y_1)y=\frac{k+x_2^2+y_2^2-x_1^2-y_1^2}{2}. (x2−x1)x+(y2−y1)y=2k+x22+y22−x12−y12. Следовательно, при A≠BA\neq BA=B геометрическое место точек — прямая, перпендикулярная отрезку ABABAB. В векторной форме: (B⃗−A⃗)⋅r⃗=k+∣B⃗∣2−∣A⃗∣22,
(\vec B-\vec A)\cdot\vec r=\frac{k+|\vec B|^2-|\vec A|^2}{2}, (B−A)⋅r=2k+∣B∣2−∣A∣2,
где r⃗\vec rr — радиус-вектор точки PPP. Пусть M⃗=(A⃗+B⃗)/2\vec M=(\vec A+\vec B)/2M=(A+B)/2 — середина ABABAB и u⃗=(B⃗−A⃗)/∣B⃗−A⃗∣\vec u=(\vec B-\vec A)/|\vec B-\vec A|u=(B−A)/∣B−A∣. Тогда прямая проходит на ориентированном расстоянии s=k2∣B⃗−A⃗∣
s=\frac{k}{2|\vec B-\vec A|} s=2∣B−A∣k
от точки MMM в направлении u⃗\vec uu (модуля sss достаточно для обычного расстояния). В частности, при k=0k=0k=0 получаем серединный перпендикуляр к ABABAB. Особые случаи: если A=BA=BA=B, то при k=0k=0k=0 множество — вся плоскость, при k≠0k\neq0k=0 — пусто.
PA2−PB2=k PA^2-PB^2=k
PA2−PB2=k записывается как
(x−x1)2+(y−y1)2−(x−x2)2−(y−y2)2=k. (x-x_1)^2+(y-y_1)^2-(x-x_2)^2-(y-y_2)^2=k.
(x−x1 )2+(y−y1 )2−(x−x2 )2−(y−y2 )2=k. После сокращения членов квадратичных по x,yx,yx,y получаем линейное уравнение
2(x2−x1)x+2(y2−y1)y+(x12+y12−x22−y22)=k, 2(x_2-x_1)x+2(y_2-y_1)y+(x_1^2+y_1^2-x_2^2-y_2^2)=k,
2(x2 −x1 )x+2(y2 −y1 )y+(x12 +y12 −x22 −y22 )=k, или в упрощённом виде
(x2−x1)x+(y2−y1)y=k+x22+y22−x12−y122. (x_2-x_1)x+(y_2-y_1)y=\frac{k+x_2^2+y_2^2-x_1^2-y_1^2}{2}.
(x2 −x1 )x+(y2 −y1 )y=2k+x22 +y22 −x12 −y12 .
Следовательно, при A≠BA\neq BA=B геометрическое место точек — прямая, перпендикулярная отрезку ABABAB. В векторной форме:
(B⃗−A⃗)⋅r⃗=k+∣B⃗∣2−∣A⃗∣22, (\vec B-\vec A)\cdot\vec r=\frac{k+|\vec B|^2-|\vec A|^2}{2},
(B−A)⋅r=2k+∣B∣2−∣A∣2 , где r⃗\vec rr — радиус-вектор точки PPP.
Пусть M⃗=(A⃗+B⃗)/2\vec M=(\vec A+\vec B)/2M=(A+B)/2 — середина ABABAB и u⃗=(B⃗−A⃗)/∣B⃗−A⃗∣\vec u=(\vec B-\vec A)/|\vec B-\vec A|u=(B−A)/∣B−A∣. Тогда прямая проходит на ориентированном расстоянии
s=k2∣B⃗−A⃗∣ s=\frac{k}{2|\vec B-\vec A|}
s=2∣B−A∣k от точки MMM в направлении u⃗\vec uu (модуля sss достаточно для обычного расстояния). В частности, при k=0k=0k=0 получаем серединный перпендикуляр к ABABAB.
Особые случаи: если A=BA=BA=B, то при k=0k=0k=0 множество — вся плоскость, при k≠0k\neq0k=0 — пусто.