Let the shortest distance from (a,0)(a, 0), a>0a > 0, to the parabola y2=4xy^2 = 4x be 4. Then the equation of the circle passing through the point (a,0)(a, 0) and the focus of the parabola, and having its centre on the axis of the parabola is:

Answer: वृत्त का समीकरण (x−3)2+y2=4(x - 3)^2 + y^2 = 4 है।

Step-by-step solution

Step 1: परवलय का समीकरण और फोकस ज्ञात करें

दिए गए परवलय का समीकरण y2=4xy^2 = 4x है। इस समीकरण की तुलना मानक परवलय समीकरण y2=4pxy^2 = 4px से करने पर, हमें 4p=44p = 4 मिलता है, जिसका अर्थ है p=1p = 1 । परवलय का फोकस (p,0)(p, 0) होता है, इसलिए फोकस (1,0)(1, 0) है।

Step 2: परवलय पर एक बिंदु और दूरी का सूत्र

परवलय y2=4xy^2 = 4x पर कोई भी बिंदु (t2,2t)(t^2, 2t) के रूप में लिया जा सकता है। बिंदु (a,0)(a, 0) से इस बिंदु तक की दूरी DD दूरी सूत्र का उपयोग करके ज्ञात की जाती है।

Step 3: न्यूनतम दूरी के लिए व्यंजक को सरल करें

दूरी के वर्ग D2D^2 को सरल करने पर हमें tt के पदों में एक बहुपद मिलता है। न्यूनतम दूरी ज्ञात करने के लिए, हम D2D^2 का tt के सापेक्ष अवकलन करेंगे और इसे शून्य के बराबर रखेंगे।

Step 4: न्यूनतम दूरी के लिए tt का मान ज्ञात करें

अवकलन को शून्य के बराबर रखने पर, हमें t=0t=0 या 2t2+4−2a=02t^2 + 4 - 2a = 0 मिलता है। यदि t=0t=0, तो परवलय पर बिंदु (0,0)(0{,}0) है और दूरी aa है। यदि 2t2=2a−42t^2 = 2a - 4, तो t2=a−2t^2 = a - 2 । चूंकि t2≥0t^2 \ge 0, इसलिए a−2≥0  ⟹  a≥2a - 2 \ge 0 \implies a \ge 2 ।

Step 5: aa का मान ज्ञात करें

न्यूनतम दूरी 4 दी गई है, इसलिए D2=16D^2 = 16 । t2=a−2t^2 = a-2 को D2D^2 के व्यंजक में प्रतिस्थापित करने पर, हमें 16=−(a−2)2+a216 = -(a-2)^2 + a^2 मिलता है। इसे हल करने पर a=5a=5 प्राप्त होता है।

Step 6: वृत्त का समीकरण ज्ञात करें

वृत्त बिंदु (a,0)=(5,0)(a, 0) = (5, 0) और फोकस (1,0)(1, 0) से होकर गुजरता है। वृत्त का केंद्र परवलय के अक्ष पर है, जो xx -अक्ष है, इसलिए केंद्र (h,0)(h, 0) है। केंद्र (h,0)(h, 0) से (5,0)(5, 0) और (1,0)(1, 0) तक की दूरी समान होनी चाहिए।

Step 7: वृत्त के केंद्र और त्रिज्या की गणना करें

केंद्र (h,0)(h, 0) से (5,0)(5, 0) और (1,0)(1, 0) तक की दूरी को बराबर करने पर, हमें h=3h=3 मिलता है। इसलिए केंद्र (3,0)(3, 0) है। त्रिज्या r=(5−3)2+(0−0)2=22=2r = \sqrt{(5-3)^2 + (0-0)^2} = \sqrt{2^2} = 2 है।

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