命题XII 问题VII
一个物体在一支双曲线上运动;需求趋向图形的一个焦点的向心力的定律。
令CA,CB为双曲线的半轴;PG,KD为另外的共轭直径,PF垂直于直径KD;Qv为附属于直径GP的纵标线。引SP截直径DK于E,又截纵标线Qv于x,并补足平行四边形QRPx。显然EP等于横截半轴AC,如此是因为,由双曲线另一焦点H作平行于EC自身的线HI,因为CS,CH相等,ES,EI也相等;至此EP是PS,PI,亦即(因IH,PR平行且角IRP,HPZ相等)PS,PH的差的一半,因为差等于整个轴2AC。向SP落下垂线QT。且称L为双曲线的主通径(或 ),则L×QR比L×Pv如同QR比Pv,或Px比Pv,亦即(因相似三角形Pxv,PEC)如同PE比PC,或AC比PC。L×Pv比Gv×Pv也如同L比Gv;而(由圆锥截线的性质)矩形(14)(rectangulum)GvP比Qvquad.如同PCquad.比CDquad.;又(由引理VII系理2)Qvquad.比Qxquad.当点Q和P重合时,成为等量之比;则Qxquad.或Qvquad.比QTq如同EPq比PFq,亦即,如同CAq比PFq,或(由引理XII)如同CDq比CBq:联合所有这些比,L×QR比QTq如同AC×L×PCq×CDq,或2CBq×PCq×CDq比PC×Gv×CDq×CBq,或如同2PC比Gv。但当点P和Q重合时,2PC和Gv相等。所以与此成比例的L×QR和QTq相等。这些等量乘以(SPq)/(QR),则L×SPq等于(SPq×QTq)/(QR)。所以(由命题VI系理1和系理5)向心力与L×SPq成反比,亦即,按照距离SP的二次反比。此即所求。
所求的力,它趋向双曲线中心。这已得出,它与距离SP成比例。由此(由命题VII系理3)趋向焦点S的向心力如同(PEcub.)/(SPq),因PE给定,即与SPq成反比。此即所求。
按同样的方式可以证明,当这一向心力变为离心力,物体将沿相对的双曲线[分支]运动。