Trần Sĩ Tùng PP toạ độ trong mặt phẳng Trang 1 TĐP 01: ĐƯỜNG THẲNG Câu 1. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, cho 2 đường thẳng d x y1 : 7 17 0- + = , d x y2 : 5 0+ - = . Viết phương trình đường thẳng (d) qua điểm M(0;1) tạo với d d1 2, một tam giác cân tại giao điểm của d d1 2, . · Phương trình đường phân giác góc tạo bởi d1, d2 là: x y x y x y ( ) x y ( ) 1 2 2 2 2 2 7 17 5 3 13 0 3 4 01 ( 7) 1 1 D D - + + - é + - = = Û ê - - =ë+ - + Đường thẳng cần tìm đi qua M(0;1) và song song với 1D hoặc 2D . KL: x y3 3 0+ - = và x y3 1 0- + = Câu 2. Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy, cho cho hai đường thẳng d x y1 : 2 5 0- + = . d x y2 : 3 6 – 7 0+ = . Lập phương trình đường thẳng đi qua điểm P(2; –1) sao cho đường thẳng đó cắt hai đường thẳng d1 và d2 tạo ra một tam giác cân có đỉnh là giao điểm của hai đường thẳng d1, d2. · d1 VTCP a1 (2; 1)= - r ; d2 VTCP a2 (3;6)= r Ta có: a a1 2. 2.3 1.6 0= - = uur uur nên d d1 2^ và d1 cắt d2 tại một điểm I khác P. Gọi d là đường thẳng đi qua P( 2; –1) có phương trình: d A x B y Ax By A B: ( 2) ( 1) 0 2 0- + + = Û + - + = d cắt d1, d2 tạo ra một tam giác cân có đỉnh I Û khi d tạo với d1 ( hoặc d2) một góc 450 A B A BA AB B B AA B 0 2 2 2 2 2 2 2 3cos45 3 8 3 0 32 ( 1) - é =Û = Û - - = Û ê = -ë+ + - * Nếu A = 3B ta có đường thẳng d x y: 3 5 0+ - = * Nếu B = –3A ta có đường thẳng d x y: 3 5 0- - = Vậy có hai đường thẳng thoả mãn yêu cầu bài toán. d x y: 3 5 0+ - = ; d x y: 3 5 0- - = . Câu hỏi tương tự: a) d x y1 : 7 17 0- + = , d x y2 : 5 0+ - = , P(0;1) . ĐS: x y3 3 0+ - = ; x y3 1 0- + = . Câu 3. Trong mặt phẳng Oxy, cho hai đường thẳng d x y1 : 3 5 0+ + = , d x y2 : 3 1 0+ + = và điểm I(1; 2)- . Viết phương trình đường thẳng D đi qua I và cắt d d1 2, lần lượt tại A và B sao cho AB 2 2= . · Giả sử A a a d B b b d1 2( ; 3 5) ; ( ; 3 1)- - Î - - Î ; IA a a IB b b( 1; 3 3); ( 1; 3 1)= - - - = - - + uur uur I, A, B thẳng hàng b k aIB kIA b k a 1 ( 1) 3 1 ( 3 3) ì - = -Þ = Û í- + = - -î uur uur · Nếu a 1= thì b 1= Þ AB = 4 (không thoả). · Nếu a 1¹ thì bb a a b a 13 1 ( 3 3) 3 2 1 - - + = - - Û = - - AB b a a b t t 22 2 2( ) 3( ) 4 2 2 (3 4) 8é ù= - + - + = Û + + =ë û (với t a b= - ). t t t t2 25 12 4 0 2; 5 Û + + = Û = - = - + Với t a b b a2 2 0, 2= - Þ - = - Þ = = - x y: 1 0Þ D + + = VI ET M AT HS .N ET PP toạ độ trong mặt phẳng Trần Sĩ Tùng Trang 2 + Với t a b b a2 2 4 2, 5 5 5 5 - - = Þ - = Þ = = x y: 7 9 0Þ D - - = Câu 4. Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy, cho hai đường thẳng d x y1 : 1 0+ + = , d x y2 : 2 – –1 0= . Lập phương trình đường thẳng (d) đi qua M(1;–1) cắt (d1) và (d2) tương ứng tại A và B sao cho MA MB2 0+ = uuur uuur r . · Giả sử: A(a; –a–1), B(b; 2b – 1). Từ điều kiện MA MB2 0+ = uuur uuur r tìm được A(1; –2), B(1;1) suy ra (d): x – 1 = 0 Câu 5. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho điểm M(1; 0). Lập phương trình đường thẳng (d) đi qua M và cắt hai đường thẳng d x y d x y1 2: 1 0, : –2 2 0+ + = + = lần lượt tại A, B sao cho MB = 3MA. · A d A a a MA a a B d B b b MB b b 1 2 ( ) ( ; 1 ) ( 1; 1 ) ( ) (2 2; ) (2 3; ) ìì Î ïì - - = - - -Û Þí í íÎ - = -î ïî î uuur uuur . Từ A, B, M thẳng hàng và MB MA3= Þ MB MA3= uuur uuur (1) hoặc MB MA3= - uuur uuur (2) (1) Þ A d x y B 2 1; ( ) : 5 1 03 3 ( 4; 1) ì æ ö - -ï ç ÷ Þ - - =í è ø ï - -î hoặc (2) Þ ( )A d x y B 0; 1 ( ) : 1 0 (4;3) ì - Þ - - =í î Câu 6. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho điểm M(1; 1). Lập phương trình đường thẳng (d) đi qua M và cắt hai đường thẳng d x y d x y1 2: 3 5 0, : 4 0- - = + - = lần lượt tại A, B sao cho MA MB2 –3 0= . · Giả sử A a a d1( ;3 5)- Î , B b b d2( ;4 )- Î . Vì A, B, M thẳng hàng và MA MB2 3= nên MA MB MA MB 2 3 (1) 2 3 (2) é = ê = -ë uuur uuur uuur uuur + a b a A B a b b 5 5 52( 1) 3( 1)(1) ; , (2;2)22(3 6) 3(3 ) 2 22 ì æ öïì - = - =Û Û Þí í ç ÷- = -î è øï =î . Suy ra d x y: 0- = . + a b a A B a b b 2( 1) 3( 1) 1(2) (1; 2), (1;3) 2(3 6) 3(3 ) 1 ì ì- = - - =Û Û Þ -í í- = - - =î î . Suy ra d x: 1 0- = . Vậy có d x y: 0- = hoặc d x: 1 0- = . Câu 7. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, cho điểm M(3; 1). Viết phương trình đường thẳng d đi qua M cắt các tia Ox, Oy tại A và B sao cho OA OB( 3 )+ nhỏ nhất. · PT đường thẳng d cắt tia Ox tại A(a;0), tia Oy tại B(0;b): x y a b 1+ = (a,b>0) M(3; 1) Î d Cô si ab a b a b 3 1 3 11 2 . 12 - = + ³ Þ ³ . Mà OA OB a b ab3 3 2 3 12+ = + ³ = a b aOA OB b a b min 3 6( 3 ) 12 3 1 1 2 2 ì =ï ì =Þ + = Û Ûí í == = îïî Phương trình đường thẳng d là: x y x y1 3 6 0 6 2 + = Û + - = VI ET M TH S.N ET Trần Sĩ Tùng PP toạ độ trong mặt phẳng Trang 3 Câu 8. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, viết phương trình đường thẳng D đi qua điểm M(4;1) và cắt các tia Ox, Oy lần lượt tại A và B sao cho giá trị của tồng OA OB+ nhỏ nhất. · x y2 6 0+ - = Câu 9. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, viết phương trình đường thẳng d đi qua điểm M(1; 2) và cắt các trục Ox, Oy lần lượt tại A, B khác O sao cho OA OB2 2 9 4 + nhỏ nhất. · Đường thẳng (d) đi qua M(1;2) và cắt các trục Ox, Oy lần lượt tại A, B khác O, nên A a B b( ;0); (0; ) với a b. 0¹ Þ Phương trình của (d) có dạng x y a b 1+ = . Vì (d) qua M nên a b 1 2 1+ = . Áp dụng bất đẳng thức Bunhiacôpski ta có : a b a b a b 2 2 2 2 1 2 1 3 2 1 9 41 . 1. 1 3 9 æ ö æ ö æ öæ ö = + = + £ + +ç ÷ ç ÷ ç ÷ç ÷ è ø è ø è øè ø Û a b2 2 9 4 9 10 + ³ Û OA OB2 2 9 4 9 10 + ³ . Dấu bằng xảy ra khi a b 1 3 2: 1: 3 = và a b 1 2 1+ = Û a b 2010, 9 = = Þ d x y: 2 9 20 0+ - = . Câu 10. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, viết phương trình đường thẳng D đi qua điểm M(3;1) và cắt các trục Ox, Oy lần lượt tại B và C sao cho tam giác ABC cân tại A với A(2;–2). · x y x y3 6 0; 2 0+ - = - - = Câu 11. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ (Oxy). Lập phương trình đường thẳng d qua M(2;1) và tạo với các trục tọa độ một tam giác có diện tích bằng S 4= . · Gọi A a B b a b( ;0), (0; ) ( , 0)¹ là giao điểm của d với Ox, Oy, suy ra: x yd a b : 1+ = . Theo giả thiết, ta có: a b ab 2 1 1 8 ì + =ï í ï =î Û b a ab ab 2 8 ì + = í =î . · Khi ab 8= thì b a2 8+ = . Nên: b a d x y12; 4 : 2 4 0= = Þ + - = . · Khi ab 8= - thì b a2 8+ = - . Ta có: b b b2 4 4 0 2 2 2+ - = Û = - ± . + Với ( ) ( )b d x y2 2 2 : 1 2 2 1 2 4 0= - + Þ - + + - = + Với ( ) ( )b d x y2 2 2 : 1 2 2 1 2 4 0= - - Þ + + - + = . Câu hỏi tương tự: a) M S(8;6), 12= . ĐS: d x y: 3 2 12 0- - = ; d x y: 3 8 24 0- + = Câu 12. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho điểm A(2; –1) và đường thẳng d có phương trình x y2 – 3 0+ = . Lập phương trình đường thẳng (D) qua A và tạo với d một góc α có cosα 1 10 = . · PT đường thẳng (D) có dạng: a x b y( –2) ( 1) 0+ + = Û ax by a b–2 0+ + = a b2 2( 0)+ ¹ Ta có: a b a b2 2 2 1cos 105( ) a -= = + Û 7a2 – 8ab + b2 = 0. Chon a = 1 Þ b = 1; b = 7. Þ (D1): x + y – 1 = 0 và (D2): x + 7y + 5 = 0 VI ET M AT HS .N ET PP toạ độ trong mặt phẳng Trần Sĩ Tùng Trang 4 Câu 13. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho điểm A(2;1) và đường thẳng d x y: 2 3 4 0+ + = . Lập phương trình đường thẳng D đi qua A và tạo với đường thẳng d một góc 045 . · PT đường thẳng (D) có dạng: a x b y( –2) ( 1) 0+ - = Û ax by a b–(2 ) 0+ + = a b2 2( 0)+ ¹ . Ta có: a b a b 0 2 2 2 3cos45 13. + = + Û a ab b2 25 24 5 0- - = Û a b a b 5 5 é = ê = -ë + Với a b5= . Chọn a b5, 1= = Þ Phương trình x y: 5 11 0D + - = . + Với a b5 = - . Chọn a b1, 5= = - Þ Phương trình x y: 5 3 0D - + = . Câu 14. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy , cho đường thẳng d x y: 2 2 0- - = và điểm I(1;1) . Lập phương trình đường thẳng D cách điểm I một khoảng bằng 10 và tạo với đường thẳng d một góc bằng 045 . · Giả sử phương trình đường thẳng D có dạng: ax by c 0+ + = a b2 2( 0)+ ¹ . Vì ·d 0( , ) 45D = nên a b a b2 2 2 1 2. 5 - = + a b b a 3 3 é =Û ê = -ë · Với a b3= Þ D: x y c3 0+ + = . Mặt khác d I( ; ) 10D = c4 10 10 + Û = c c 6 14 é =Û ê = -ë · Với b a3= - Þ D: x y c3 0- + = . Mặt khác d I( ; ) 10D = c2 10 10 - + Û = c c 8 12 é = -Û ê =ë Vậy các đường thẳng cần tìm: x y3 6 0;+ + = x y3 14 0+ - = ; x y3 8 0;- - = x y3 12 0- + = . Câu 15. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy , cho điểm M (0; 2) và hai đường thẳng d1 , d2 có phương trình lần lượt là x y3 2 0+ + = và x y3 4 0- + = . Gọi A là giao điểm của d1và d2 . Viết phương trình đường thẳng đi qua M, cắt 2 đường thẳng d1và d2 lần lượt tại B , C ( B vàC khác A ) sao cho AB AC2 2 1 1 + đạt giá trị nhỏ nhất. · A d d A1 2 ( 1;1)= Ç Þ - . Ta có d d1 2^ . Gọi D là đường thẳng cần tìm. H là hình chiếu vuông góc của A trên D . ta có: AB AC AH AM2 2 2 2 1 1 1 1 + = ³ (không đổi) Þ AB AC2 2 1 1 + đạt giá trị nhỏ nhất bằng AM2 1 khi H º M, hay D là đường thẳng đi qua M và vuông góc với AM. Þ Phương trình D: x y 2 0+ - = . Câu hỏi tương tự: a) Với M(1; 2)- , d x y1 : 3 5 0+ + = , d x y2 : 3 5 0- + = . ĐS: x y: 1 0D + + = . Câu 16. Trong mặt phẳng với hệ trục tọa độ Oxy, cho đường thẳng d x y( ) : –3 – 4 0= và đường tròn C x y y2 2( ) : – 4 0+ = . Tìm M thuộc (d) và N thuộc (C) sao cho chúng đối xứng qua điểm A(3; 1). · M Î (d) Þ M(3b+4; b) Þ N(2 – 3b; 2 – b) N Î (C) Þ (2 – 3b)2 + (2 – b)2 – 4(2 – b) = 0 Þ b b 60; 5 = = VI ET M AT HS .N ET Trần Sĩ Tùng PP toạ độ trong mặt phẳng Trang 5 Vậy có hai cặp điểm: M(4;0) và N(2;2) hoặc M N38 6 8 4; , ; 5 5 5 5 æ ö æ ö -ç ÷ ç ÷ è ø è ø Câu 17. Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho điểm A(1; 1) và đường thẳng D: x y2 3 4 0+ + = . Tìm điểm B thuộc đường thẳng D sao cho đường thẳng AB và D hợp với nhau góc 045 . · D có PTTS: x t y t 1 3 2 2 ì = - í = - +î và VTCP u ( 3;2)= -r . Giả sử B t t(1 3 ; 2 2 ) D- - + Î . AB 0( , ) 45D = Þ AB u 1cos( ; ) 2 = uuur r AB u AB u . 1 . 2 Û = uuur r r t t t t 2 15 13169 156 45 0 3 13 é =ê Û - - = Û ê ê = - ë . Vậy các điểm cần tìm là: B B1 2 32 4 22 32; , ; 13 13 13 13 æ ö æ ö - -ç ÷ ç ÷ è ø è ø . Câu 18. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho đường thẳng d x y: 3 6 0- - = và điểm N(3;4) . Tìm tọa độ điểm M thuộc đường thẳng d sao cho tam giác OMN (O là gốc tọa độ) có diện tích bằng 15 2 . · Ta có ON (3;4)= uuur , ON = 5, PT đường thẳng ON: x y4 3 0- = . Giả sử M m m d(3 6; )+ Î . Khi đó ta có ONMONM S S d M ON ON d M ON ON 21 ( , ). ( , ) 3 2 D D = Û = = Û m m m m m4.(3 6) 3 133 9 24 15 1; 5 3 + - - = Û + = Û = - = + Với m M1 (3; 1)= - Þ - + Với m M13 137; 3 3 æ ö- - = Þ -ç ÷ è ø Câu 19. Trong mặt phẳng toạ độ Oxy, cho điểm A(0;2) và đường thẳng d x y: 2 2 0- + = . Tìm trên đường thẳng d hai điểm B, C sao cho tam giác ABC vuông ở B và AB = 2BC . · Giả sử B b b C c c d(2 2; ), (2 2; )- - Î . Vì DABC vuông ở B nên AB ^ d Û dAB u. 0= uuur r Û B 2 6; 5 5 æ ö ç ÷ è ø Þ AB 2 5 5 = Þ BC 5 5 = BC c c21 125 300 180 5 = - + = 5 5 Û c C c C 1 (0;1) 7 4 7; 5 5 5 é = Þ ê æ ö ê = Þ ç ÷ è øë Câu 20. Trong mặt phẳng toạ độ Oxy, cho hai đường thẳng d x y1 : 3 0+ - = , d x y2 : 9 0+ - = và điểm A(1;4) . Tìm điểm B d C d1 2,Î Î sao cho tam giác ABC vuông cân tại A. · Gọi B b b d C c c d1 2( ;3 ) , ( ;9 )- Î - Î Þ AB b b( 1; 1 )= - - - uuur , AC c c( 1;5 )= - - uuur . DABC vuông cân tại A Û AB AC AB AC . 0ì =í =î uuur uuur Û b c b c b b c c2 2 2 2 ( 1)( 1) ( 1)(5 ) 0 ( 1) ( 1) ( 1) (5 ) ì - - - + - = í - + + = - + -î (*) Vì c 1= không là nghiệm của (*) nên VI ET M AT HS .N ET PP toạ độ trong mặt phẳng Trần Sĩ Tùng Trang 6 (*) Û b cb c cb b c c c 2 2 2 2 2 2 ( 1)(5 )1 (1) 1 (5 )( 1) ( 1) ( 1) (5 ) (2) ( 1) ì + - - =ï -ï í -ï + + + = - + - ï -î Từ (2) Û b c2 2( 1) ( 1)+ = - Û b c b c 2é = - ê = -ë . + Với b c 2= - , thay vào (1) ta được c b4, 2= = Þ B C(2;1), (4;5) . + Với b c= - , thay vào (1) ta được c b2, 2= = - Þ B C( 2;5), (2;7)- . Vậy: B C(2;1), (4;5) hoặc B C( 2;5), (2;7)- . Câu 21. Trong mặt phẳng toạ độ Oxy, cho các điểm A(0; 1) B(2; –1) và các đường thẳng có phương trình: d m x m y m1 : ( –1) ( –2) 2 – 0+ + = ; d m x m y m2 : (2 – ) ( –1) 3 – 5 0+ + = . Chứng minh d1 và d2 luôn cắt nhau. Gọi P = d1 Ç d2. Tìm m sao cho PA PB+ lớn nhất. · Xét Hệ PT: m x m y m m x m y m ( 1) ( 2) 2 (2 ) ( 1) 3 5 ì - + - = - í - + - = - +î . Ta có m mD m m m m 2 3 11 2 2 0, 2 1 2 2 æ ö- -= = - + > "ç ÷- - è ø Þ d d1 2, luôn cắt nhau. Ta có: A d B d d d1 2 1 2(0;1) , (2; 1) ,Î - Î ^ Þ D APB vuông tại P Þ P nằm trên đường tròn đường kính AB. Ta có: PA PB PA PB AB2 2 2 2( ) 2( ) 2 16+ £ + = = Þ PA PB 4+ £ . Dấu "=" xảy ra Û PA = PB Û P là trung điểm của cung »AB Û P(2; 1) hoặc P(0; –1) Û m 1= hoặc m 2= . Vậy PA PB+ lớn nhất Û m 1= hoặc m 2= . Câu 22. Trong mặt phẳng toạ độ Oxy, cho đường thẳng (D): x y–2 –2 0= và hai điểm A( 1;2)- , B(3;4) . Tìm điểm MÎ(D) sao cho MA MB2 22 + có giá trị nhỏ nhất. · Giả sử M M t t AM t t BM t t(2 2; ) (2 3; 2), (2 1; 4)D+ Î Þ = + - = - - uuur uuur Ta có: AM BM t t f t2 2 22 15 4 43 ( )+ = + + = Þ f t f 2min ( ) 15 æ ö = -ç ÷ è ø Þ M 26 2; 15 15 æ ö -ç ÷ è ø Câu 23. Trong mặt phẳng toạ độ Oxy, cho đường thẳng d x y: 2 3 0- + = và 2 điểm A B(1;0), (2;1) . Tìm điểm M trên d sao cho MA MB+ nhỏ nhất. · Ta có: A A B Bx y x y(2 3).(2 3) 30 0- + - + = > Þ A, B nằm cùng phía đối với d. Gọi A¢ là điểm đối xứng của A qua d Þ A ( 3;2)¢ - Þ Phương trình A B x y: 5 7 0¢ + - = . Với mọi điểm M Î d, ta có: MA MB MA MB A B¢ ¢+ = + ³ . Mà MA MB¢ + nhỏ nhất Û A¢, M, B thẳng hàng Û M là giao điểm của A¢B với d. Khi đó: M 8 17; 11 11 æ ö -ç ÷ è ø . VI ET M AT HS .N ET Trần Sĩ Tùng PP toạ độ trong mặt phẳng Trang 7 TĐP 02: ĐƯỜNG TRÒN Câu 1. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, gọi A, B là các giao điểm của đường thẳng (d): x y2 – – 5 0= và đường tròn (C’): x y x2 2 20 50 0+ - + = . Hãy viết phương trình đường tròn (C) đi qua ba điểm A, B, C(1; 1). · A(3; 1), B(5; 5) Þ (C): x y x y2 2 4 8 10 0+ - - + = Câu 2. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, cho tam giác ABC có diện tích bằng 3 2 , A(2; –3), B(3; –2), trọng tâm của DABC nằm trên đường thẳng d x y: 3 – –8 0= . Viết phương trình đường tròn đi qua 3 điểm A, B, C. · Tìm được C (1; 1)1 - , C2( 2; 10)- - . + Với C1(1; 1)- Þ (C): 2 2x y x y11 11 16 0 3 3 3 + - + + = + Với C2( 2; 10)- - Þ (C): 2 2x y x y91 91 416 0 3 3 3 + - + + = Câu 3. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, cho ba đường thẳng: d x y1 : 2 3 0+ - = , d x y2 : 3 4 5 0+ + = , d x y3 : 4 3 2 0+ + = . Viết phương trình đường tròn có tâm thuộc d1 và tiếp xúc với d2 và d3. · Gọi tâm đường tròn là I t t( ;3 2 )- Î d1. Khi đó: d I dd I d2 3) ( , )( , = Û t t t t3 4(3 2 ) 5 5 4 3(3 2 ) 2 5 + - + = + - + Û tt 2 4 é êë = = Vậy có 2 đường tròn thoả mãn: x y2 2 49 25 ( 2) ( 1) =- + + và x y2 2 9( 4) ( 5) 25 - + + = . Câu hỏi tương tự: a) Với d x y1 : –6 –10 0= , d x y2 : 3 4 5 0+ + = , d x y3 : 4 3 5 0- - = . ĐS: x y2 2( 10) 49- + = hoặc x y 2 2 2 10 70 7 43 43 43 æ ö æ ö æ ö - + + =ç ÷ ç ÷ ç ÷ è ø è ø è ø . Câu 4. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, cho hai đường thẳng D : x y3 8 0+ + = , x y' :3 4 10 0D - + = và điểm A(–2; 1). Viết phương trình đường tròn có tâm thuộc đường thẳng D , đi qua điểm A và tiếp xúc với đường thẳng D¢. · Giả sử tâm I t t( 3 8; )- - Î D.. Ta có: d I IA( , )D¢ = Û t t t t2 2 2 2 3( 3 8) 4 10 ( 3 8 2) ( 1) 3 4 - - - + = - - + + - + Û t 3= - Þ I R(1; 3), 5- = PT đường tròn cần tìm: x y2 2( 1) ( 3) 25- + + = . Câu 5. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, cho hai đường thẳng x y: 4 3 3 0D - + = và x y' : 3 4 31 0D - - = . Lập phương trình đường tròn C( ) tiếp xúc với đường thẳng D tại điểm có tung độ bằng 9 và tiếp xúc với '.D Tìm tọa độ tiếp điểm của C( ) và 'D . · Gọi I a b( ; ) là tâm của đường tròn (C). C( ) tiếp xúc với D tại điểm M(6;9) và C( ) tiếp xúc với D¢ nên VI ET M AT HS .N ET PP toạ độ trong mặt phẳng Trần Sĩ Tùng Trang 8 aa b a bd I d I a a IM u a b a b 54 34 3 3 3 4 31( , ) ( , ') 4 3 3 6 85 45 5(3;4) 3( 6) 4( 9) 0 3 4 54D D D ìì -- + - -ì = ï ï - + = -=Û Ûí í í^ =î ï ï- + - = + =î î uuur r a a a b a a bb 25 150 4 6 85 10; 654 3 190; 156 4 ì - = -ï é = =Û Û-í ê = - == ëïî Vậy: C x y2 2( ) : ( 10) ( 6) 25- + - = tiếp xúc với 'D tại N(13;2) hoặc C x y2 2( ) : ( 190) ( 156) 60025+ + - = tiếp xúc với 'D tại N( 43; 40)- - Câu 6. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, viết phương trình đường tròn đi qua A(2; 1)- và tiếp xúc với các trục toạ độ. · Phương trình đường tròn có dạng: x a y a a a x a y a a b 2 2 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) é - + + = ê - + - =êë a) Þ a a1; 5= = b) Þ vô nghiệm. Kết luận: x y2 2( 1) ( 1) 1- + + = và x y2 2( 5) ( 5) 25- + + = . Câu 7. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho đường thẳng d x y( ) : 2 4 0- - = . Lập phương trình đường tròn tiếp xúc với các trục tọa độ và có tâm ở trên đường thẳng (d). · Gọi I m m d( ;2 4) ( )- Î là tâm đường tròn cần tìm. Ta có: m m m m 42 4 4, 3 = - Û = = . · m 4 3 = thì phương trình đường tròn là: x y 2 2 4 4 16 3 3 9 æ ö æ ö - + + =ç ÷ ç ÷ è ø è ø . · m 4= thì phương trình đường tròn là: x y2 2( 4) ( 4) 16- + - = . Câu 8. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho điểm A(–1;1) và B(3;3), đường thẳng (D): x y3 – 4 8 0+ = . Lập phương trình đường tròn qua A, B và tiếp xúc với đường thẳng (D). · Tâm I của đường tròn nằm trên đường trung trực d của đoạn AB d qua M(1; 2) có VTPT là AB (4;2)= uuur Þ d: 2x + y – 4 = 0 Þ Tâm I(a;4 – 2a) Ta có IA = d(I,D) a a a211 8 5 5 10 10Û - = - + Û 2a2 – 37a + 93 = 0 Û a a 3 31 2 é = ê =ê ë · Với a = 3 Þ I(3;–2), R = 5 Þ (C): (x – 3)2 + (y + 2)2 = 25 · Với a = 31 2 Þ I 31; 27 2 æ ö -ç ÷ è ø , R = 65 2 Þ (C): x y 2 231 4225( 27) 2 4 æ ö - + + =ç ÷ è ø Câu 9. Trong hệ toạ độ Oxy cho hai đường thẳng d x y: 2 3 0+ - = và x y: 3 5 0D + - = . Lập phương trình đường tròn có bán kính bằng 2 10 5 , có tâm thuộc d và tiếp xúc với D . · Tâm I Î d Þ I a a( 2 3; )- + . (C) tiếp xúc với D nên: d I R( , )D = a 2 2 10 510 - Û = a a 6 2 é =Û ê = -ë VI ET M AT HS .N ET Trần Sĩ Tùng PP toạ độ trong mặt phẳng Trang 9 Þ (C): x y2 2 8( 9) ( 6) 5 + + - = hoặc (C): x y2 2 8( 7) ( 2) 5 - + + = . Câu 10. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, cho đường tròn (C): x y x2 2 4 3 4 0+ + - = . Tia Oy cắt (C) tại A. Lập phương trình đường tròn (C¢), bán kính R¢ = 2 và tiếp xúc ngoài với (C) tại A. · (C) có tâm I( 2 3;0)- , bán kính R= 4; A(0; 2). Gọi I¢ là tâm của (C¢). PT đường thẳng IA : x t y t 2 3 2 2 ì =í = +î , I IA'Î Þ I t t(2 3 ;2 2)¢ + . AI I A t I12 '( 3;3) 2 ¢= Û = Þ uur uur Þ (C¢): x y2 2( 3) ( 3) 4- + - = Câu 11. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, cho đường tròn (C): x y y2 2 – 4 –5 0+ = . Hãy viết phương trình đường tròn (C¢) đối xứng với đường tròn (C) qua điểm M 4 2; 5 5 æ ö ç ÷ è ø · (C) có tâm I(0;2), bán kính R = 3. Gọi I’ là điểm đối xứng của I qua M Þ I¢ 8 6; 5 5 æ ö- ç ÷ è ø Þ (C¢): x y 2 2 8 6 9 5 5 æ ö æ ö - + + =ç ÷ ç ÷ è ø è ø Câu 12. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho đường tròn (C): x y x y2 2 2 4 2 0+ - + + = . Viết phương trình đường tròn (C¢) tâm M(5; 1) biết (C¢) cắt (C) tại hai điểm A, B sao cho AB 3= . · (C) có tâm I(1; –2), bán kính R 3= . PT đường thẳng IM: x y3 4 11 0- - = . AB 3= . Gọi H x y( ; ) là trung điểm của AB. Ta có: H IM IH R AH2 2 3 2 ì Îï í = - =ïî Û x y x y2 2 3 4 11 0 9( 1) ( 2) 4 ì - - =ï í - + + =ïî Û x y x y 1 29; 5 10 11 11; 5 10 é = - = -ê ê ê = = - ë Þ H 1 29; 5 10 æ ö - -ç ÷ è ø hoặc H 11 11; 5 10 æ ö -ç ÷ è ø . · Với H 1 29; 5 10 æ ö - -ç ÷ è ø . Ta có R MH AH2 2 2 43¢ = + = Þ PT (C¢): x y2 2( 5) ( 1) 43- + - = . · Với H 11 11; 5 10 æ ö -ç ÷ è ø . Ta có R MH AH2 2 2 13¢ = + = Þ PT (C¢): x y2 2( 5) ( 1) 13- + - = . Câu 13. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho đường tròn (C): x y2 2( 1) ( 2) 4- + - = và điểm K(3;4) . Lập phương trình đường tròn (T) có tâm K, cắt đường tròn (C) tại hai điểm A, B sao cho diện tích tam giác IAB lớn nhất, với I là tâm của đường tròn (C). · (C) có tâm I(1;2) , bán kính R 2= . IABSD lớn nhất Û DIAB vuông tại I Û AB 2 2= . Mà IK 2 2= nên có hai đường tròn thoả YCBT. + T1( ) có bán kính R R1 2= = Þ T x y 2 2 1( ) : ( 3) ( 4) 4- + - = VI ET M AT HS .N ET PP toạ độ trong mặt phẳng Trần Sĩ Tùng Trang 10 + T2( ) có bán kính R 2 2 2 (3 2) ( 2) 2 5= + = Þ T x y 2 2 1( ) : ( 3) ( 4) 20- + - = . Câu 14. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, viết phương trình đường tròn nội tiếp tam giác ABC với các đỉnh: A(–2;3), B C1 ;0 , (2;0) 4 æ ö ç ÷ è ø . · Điểm D(d;0) d1 2 4 æ ö < <ç ÷ è ø thuộc đoạn BC là chân đường phân giác trong của góc A khi và chỉ khi ( ) ( ) dDB AB d d d DC AC d 2 2 22 91 3 44 4 1 6 3 1. 2 4 3 æ ö + -ç ÷- è ø= Û = Þ - = - Þ = - + - Phương trình AD: x y x y2 3 1 0 3 3 + - = Û + - = - ; AC: x y x y2 3 3 4 6 0 4 3 + - = Û + - = - Giả sử tâm I của đường tròn nội tiếp có tung độ là b. Khi đó hoành độ là b1- và bán kính cũng bằng b. Vì khoảng cách từ I tới AC cũng phải bằng b nên ta có: ( )b b b b b 2 2 3 1 4 6 3 5 3 4 - + - = Û - = + Þ b b b b b b 43 5 3 13 5 2 é - = Þ = -ê ê ê - = - Þ = ë Rõ ràng chỉ có giá trị b 1 2 = là hợp lý. Vậy, phương trình của đường tròn nội tiếp DABC là: x y 2 2 1 1 1 2 2 4 æ ö æ ö - + - =ç ÷ ç ÷ è ø è ø Câu 15. Trong mặt phẳng toạ độ Oxy, cho hai đường thẳng (d1): x y4 3 12 0- - = và (d2): x y4 3 12 0+ - = . Tìm toạ độ tâm và bán kính đường tròn nội tiếp tam giác có 3 cạnh nằm trên (d1), (d2) và trục Oy. · Gọi A d d B d Oy C d Oy1 2 1 2, ,= Ç = Ç = Ç Þ A B C(3;0), (0; 4), (0;4)- Þ DABC cân đỉnh A và AO là phân giác trong của góc A. Gọi I, R là tâm và bán kính đường tròn nội tiếp DABC Þ I R4 4;0 , 3 3 æ ö =ç ÷ è ø . Câu 16. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, cho đường thẳng d: x y 1 0- - = và hai đường tròn có phương trình: (C1): x y2 2( 3) ( 4) 8- + + = , (C2): x y2 2( 5) ( 4) 32+ + - = . Viết phương trình đường tròn (C) có tâm I thuộc d và tiếp xúc ngoài với (C1) và (C2). · Gọi I, I1, I2, R, R1, R2 lần lượt là tâm và bán kính của (C), (C1), (C2). Giả sử I a a d( ; –1)Î . (C) tiếp xúc ngoài với (C1), (C2) nên II R R II R R II R II R1 1 2 2 1 1 2 2, – –= + = + Þ = Û a a a a2 2 2 2( 3) ( 3) 2 2 ( 5) ( 5) 4 2- + + - = - + + - Û a = 0 Þ I(0; –1), R = 2 Þ Phương trình (C): x y2 2( 1) 2+ + = . Câu 17. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, cho tam giác ABC với A(3; –7), B(9; –5), C(–5; 9), M(–2; –7). Viết phương trình đường thẳng đi qua M và tiếp xúc với đường tròn ngoại tiếp DABC. VI ET M AT HS .N ET Trần Sĩ Tùng PP toạ độ trong mặt phẳng Trang 11 · y + 7 = 0; 4x + 3y + 27 = 0. Câu 18. Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho đường tròn ( )C x y x2 2: 2 0+ + = . Viết phương trình tiếp tuyến của ( )C , biết góc giữa tiếp tuyến này và trục tung bằng 30o . · C x y I R2 2( ) : ( 1) 1 ( 1;0); 1+ + = Þ - = . Hệ số góc của tiếp tuyến (D) cần tìm là 3± . Þ PT (D) có dạng x y b1 : 3 0D - + = hoặc x y b2 : 3 0D + + = + x y b1 : 3 0D - + = tiếp xúc (C) d I R1( , )DÛ = b b3 1 2 3 2 - Û = Û = ± + . Kết luận: x y1( ) : 3 2 3 0D - ± + = + x y b2( ) : 3 0D + + = tiếp xúc (C) d I R2( , )DÛ = b b3 1 2 3 2 - Û = Û = ± + . Kết luận: x y2( ) : 3 2 3 0D + ± + = . Câu 19. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, cho đường tròn (C): x y x y2 2 6 2 5 0+ - - + = và đường thẳng (d): x y3 3 0+ - = . Lập phương trình tiếp tuyến với đường tròn (C), biết tiếp tuyến không đi qua gốc toạ độ và hợp với đường thẳng (d) một góc 045 . · (C) có tâm I(3; 1), bán kính R = 5 . Giả sử (D): ax by c c0 ( 0)+ + = ¹ . Từ: d I d ( , ) 5 2cos( , ) 2 D D ì =ï í =ïî Þ a b c a b c 2, 1, 10 1, 2, 10 é = = - = - ê = = = -ë Þ x y x y : 2 10 0 : 2 10 0 D D é - - = ê + - =ë . Câu 20. Trong hệ toạ độ Oxy , cho đường tròn C x y2 2( ) : ( 1) ( 1) 10- + - = và đường thẳng d x y: 2 2 0- - = . Lập phương trình các tiếp tuyến của đường tròn C( ) , biết tiếp tuyến tạo với đường thẳng d một góc 045 . · (C) có tâm I(1;1) bán kính R 10= . Gọi n a b( ; )=r là VTPT của tiếp tuyến D a b2 2( 0)+ ¹ , Vì ·d 0( , ) 45D = nên a b a b2 2 2 1 2. 5 - = + a b b a 3 3 é =Û ê = -ë · Với a b3= Þ D: x y c3 0+ + = . Mặt khác d I R( ; )D = c4 10 10 + Û = c c 6 14 é =Û ê = -ë · Với b a3= - Þ D: x y c3 0- + = . Mặt khác d I R( ; )D = c2 10 10 - + Û = c c 8 12 é = -Û ê =ë Vậy có bốn tiếp tuyến cần tìm: x y3 6 0;+ + = x y3 14 0+ - = ; x y3 8 0;- - = x y3 12 0- + = . Câu 21. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, viết phương trình tiếp tuyến chung của hai đường tròn (C1): x y x y2 2 – 2 –2 –2 0+ = , (C2): x y x y2 2 –8 – 2 16 0+ + = . · (C1) có tâm I1(1; 1) , bán kính R1 = 2; (C2) có tâm I2(4; 1) , bán kính R2 = 1. Ta có: I I R R1 2 1 23= = + Þ (C1) và (C2) tiếp xúc ngoài nhau tại A(3; 1) Þ (C1) và (C2) có 3 tiếp tuyến, trong đó có 1 tiếp tuyến chung trong tại A là x = 3 // Oy. * Xét 2 tiếp tuyến chung ngoài: y ax b ax y b( ) : ( ) : 0D D= + Û - + = ta có: VI ET M AT HS .N ET PP toạ độ trong mặt phẳng Trần Sĩ Tùng Trang 12 a b a ad I R a b hay d I R a b b b a b 2 2 1 1 2 2 2 2 1 2 22 ( ; ) 4 4 ( ; ) 4 1 4 7 2 4 7 2 1 4 4 D D ì + - ì ì=ï = = -ï ïì = ï ï ï+Û Ûí í í í= + - - +î ï ï ï= ==ï ï ïî î+î Vậy, có 3 tiếp tuyến chung: x y x y x1 2 3 2 4 7 2 2 4 7 2( ) : 3, ( ) : , ( ) 4 4 4 4 D D D + - = = - + = + Câu 22. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho hai đường tròn (C): x y2 2( 2) ( 3) 2- + - = và (C’): x y2 2( 1) ( 2) 8- + - = . Viết phương trình tiếp tuyến chung của (C) và (C’). · (C) có tâm I(2; 3) và bán kính R 2= ; (C¢) có tâm I¢(1; 2) và bán kính R ' 2 2= . Ta có: II R R' 2 ¢= = - Þ (C) và (C¢) tiếp xúc trong Þ Tọa độ tiếp điểm M(3; 4). Vì (C) và (C¢) tiếp xúc trong nên chúng có duy nhất một tiếp tuyến chung là đường thẳng qua điểm M(3; 4), có véc tơ pháp tuyến là II ( 1; 1)¢ = - - uur Þ PTTT: x y 7 0+ - = Câu 23. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho hai đường tròn C x y y2 21( ) : 2 3 0+ - - = và C x y x y2 22( ) : 8 8 28 0+ - - + = . Viết phương trình tiếp tuyến chung của C1( ) và C2( ) . · C1( ) có tâm I1(0;1) , bán kính R1 2= ; C2( ) có tâm I2(4;4) , bán kính R2 2= . Ta có: I I R R1 2 1 25 4= > = + Þ C C1 2( ),( ) ngoài nhau. Xét hai trường hợp: + Nếu d // Oy thì phương trình của d có dạng: x c 0+ = . Khi đó: d I d d I d c c1 2( , ) ( , ) 4= Û = + Û c 2= - Þ d x: 2 0- = . + Nếu d không song song với Oy thì phương trình của d có dạng: d y ax b: = + . Khi đó: d I d d I d d I d 1 1 2 ( , ) 2 ( , ) ( , ) ì = í =î Û b a b a b a a 2 2 2 1 2 1 1 4 4 1 1 ì - + =ï ï +í - + - +ï = ï + +î Û a b a b a b 3 7; 4 2 3 3; 4 2 7 37; 24 12 é = =ê ê ê = = - ê ê = - =êë Þ d x y: 3 4 14 0- + = hoặc d x y: 3 4 6 0- - = hoặc d x y: 7 24 74 0+ - = . Vậy: d x: 2 0- = ; d x y: 3 4 14 0- + = ; d x y: 3 4 6 0- - = ; d x y: 7 24 74 0+ - = . Câu 24. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho hai đường tròn C x y y2 21( ) : 4 5 0+ - - = và C x y x y2 22( ) : 6 8 16 0+ - + + = . Viết phương trình tiếp tuyến chung của C1( ) và C2( ) . · C1( ) có tâm I1(0;1) , bán kính R1 3= ; C2( ) có tâm I2(3; 4)- , bán kính R2 3= . Giả sử tiếp tuyến chung D của C C1 2( ), ( ) có phương trình: ax by c a b 2 20 ( 0)+ + = + ¹ . D là tiếp tuyến chung của C C1 2( ), ( ) Û d I R d I R 1 1 2 2 ( , ) ( , ) D D ì = í =î Û b c a b a b c a b 2 2 2 2 2 3 (1) 3 4 3 (2) ìï + = + í - + = +ïî Từ (1) và (2) suy ra a b2= hoặc a bc 3 2 2 - + = . + TH1: Với a b2= . Chọn b 1= Þ a c2, 2 3 5= = - ± Þ x y: 2 2 3 5 0D + - ± = VI ET M AT HS .N ET Trần Sĩ Tùng PP toạ độ trong mặt phẳng Trang 13 + TH2: Với a bc 3 2 2 - + = . Thay vào (1) ta được: a a b a b a b 2 2 0 2 2 4 3 é = ê- = + Û = -ê ë . Þ y: 2 0D + = hoặc x y: 4 3 9 0D - - = . Câu 25. Trong mặt phẳng Oxy, cho đường tròn (C): x y x2 2 4 3 4 0+ + - = . Tia Oy cắt (C) tại điểm A. Lập phương trình đường tròn (T) có bán kính R¢ = 2 sao cho (T) tiếp xúc ngoài với (C) tại A. · (C) có tâm I( 2 3;0)- , bán kính R 4= . Tia Oy cắt (C) tại A(0;2) . Gọi J là tâm của (T). Phương trình IA: x t y t 2 3 2 2 ì =í = +î . Giả sử J t t IA(2 3 ;2 2) ( )+ Î . (T) tiếp xúc ngoài với (C) tại A nên AI JA t J12 ( 3;3) 2 = Þ = Þ uur uur . Vậy: T x y2 2( ) : ( 3) ( 3) 4- + - = . Câu 26. Trong mặt phẳng Oxy, cho đường tròn (C): x y2 2 1+ = và phương trình: x y m x my2 2 – 2( 1) 4 – 5 0+ + + = (1). Chứng minh rằng phương trình (1) là phương trình của đường tròn với mọi m. Gọi các đường tròn tương ứng là (Cm). Tìm m để (Cm) tiếp xúc với (C). · (Cm) có tâm I m m( 1; 2 )+ - , bán kính R m m2 2' ( 1) 4 5= + + + , (C) có tâm O(0; 0) bán kính R = 1, OI m m2 2( 1) 4= + + , ta có OI < R¢ Vậy (C) và (Cm) chỉ tiếp xúc trong. Þ R¢ – R = OI ( vì R’ > R) Þ m m 31; 5 = - = . Câu 27. Trong mặt phẳng Oxy, cho các đường tròn có phương trình C x y2 21 1( ) : ( 1) 2 - + = và C x y2 22( ) : ( 2) ( 2) 4- + - = . Viết phương trình đường thẳng d tiếp xúc với C1( ) và cắt C2( ) tại hai điểm M N, sao cho MN 2 2= . · C1( ) có tâm I1(1;0) , bán kính R1 1 2 = ; C2( ) có tâm I1(2;2) , bán kính R2 2= . Gọi H là trung điểm của MN Þ MNd I d I H R 2 2 2 2 2( , ) 22 æ ö = = - =ç ÷ è ø Phương trình đường thẳng d có dạng: ax by c a b2 20 ( 0)+ + = + ¹ . Ta có: d I d d I d 1 2 1( , ) 2 ( , ) 2 ì =ï í ï =î Û a c a b a b c a b 2 2 2 2 2 2 2 2 ìï + = + í + + = +ïî . Giải hệ tìm được a, b, c. Vậy: d x y d x y: 2 0; : 7 6 0+ - = + - = ; d
Tài liệu đính kèm: