BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
TỔNG HỢP BÀI TẬP PHÉP
TỊNH TIẾN
–
PHÉP BIẾN
HÌNH CÁC DẠNG TRONG ÔN
11
HỌC 2017-2018 (
QUYỀN )
Mục Lục
THI TOÁN LỚP
NĂM
Đ ỘC
:
1. 32 BÀI TẬP - TRẮC NGHIỆM PHÉP TỊNH TIẾN - CÓ LỜI GIẢI CHI TIẾT
2. HƯỚNG DẪN GIẢI 32 BÀI TẬP - TRẮC NGHIỆM PHÉP TỊNH TIẾN
3. PHÉP BIẾN HÌNH VÀ PHÉP DỜI HÌNH PHÉP TỊNH TIẾN
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 1
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
I.
32 BÀI TẬP - TRẮC NGHIỆM PHÉP TỊNH TIẾN - CÓ LỜI GIẢI CHI TIẾT
2
2
2
2
Câu 1. Tìm m để ( C ) : x + y − 4 x − 2my − 1 = 0 là ảnh của đường tròn ( C ') : ( x + 1) + ( y + 3) = 9
r
qua phép tịnh tiến theo vectơ v = ( 3;5 ) .
A. m = −2
B. m = 2
C. m = 3
D. m = −3
2
2
Câu 2. Cho parabol ( P ) : y = x + mx + 1 . Tìm m sao cho ( P ) là ảnh của ( P ') : y = − x − 2 x + 1 qua
r
phép tịnh tiến theo vectơ v = ( 0,1) .
A. m = 1
B. m = −1
C. m = 2
D. m = ∅
uur
Câu 3. Cho lục giác đều ABCDEF tâm O. Ảnh tam giác FEO là qua TuAB
là:
A. ∆ABO
Câu
4.
( C ') : ( x − 7 )
B. ∆ODC
Trong
2
mặt
phẳng
C. ∆AOB
Oxy,
cho
đường
tròn
D. ∆OCD
( C ) : ( x − 4)
2
+ ( y − 5 ) = 36
2
và
x = x '+ a
r
2
+ ( y + 2 ) = 36 là ảnh của ( C ) qua
. Vậy tọa độ v là:
y = y '+ b
A. ( 3;7 )
B. ( −3; −7 )
C. ( −3;7 )
r
D. ( 3; −7 )
Câu 5. Trong mặt phẳng Oxy cho v = ( 2; −1) . Tìm tọa độ điểm A biết ảnh của nó là điểm A ' ( 4; −1)
r
qua phép tịnh tiến theo vectơ v :
A. A ( 2;0 )
B. A ( 1;1)
C. A ( 2;3)
D. A ( 0;2 )
r
d
:
2
x
−
3
y
+
1
=
0
v
Câu 6. Ảnh d ' của đường thẳng
qua phép tịnh tiến theo vectơ = ( 3; −2 ) là:
A. d ' : 2 x − y + 1 = 0
B. d ' : 2 x − 3 y − 1 = 0
C. d ' : 3x + 2 y + 1 = 0
D. d ' : 2 x + 3 y − 11 = 0
r
Câu 7. Trong mặt phẳng tọa độ Oxy cho v = ( a; b ) . Với mỗi điểm M ( x; y ) ta có M ' ( x '; y ') là ảnh
r
uuuuur r
của M qua phép tịnh tiến theo v . Khi đó MM ' = v sẽ cho
x ' = x + a
y' = y + b
A.
x ' = x − a
y' = y −b
B.
x = x '− a
y = y '− b
C.
x = x '+ a
y = y '+ b
D.
r
A
4;5
(
)
v
Câu 8. Trong mặt phẳng tọa độ Oxy cho điểm
. Phép tịnh tiến = ( 1;2 ) biến điểm A thành
điểm nào trong các điểm sau đây?
A. A ' ( 5;7 )
B. A ' ( 1;6 )
C. A ' ( 3;1)
D. A ' ( 4;7 )
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 2
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
Câu 9. Có bao nhiêu phép tịnh tiến biến một đường tròn thành chính nó?
A. 0
B. 2
C. 1
Câu 10. Cho đường tròn ( C ) : ( x + 2 ) + ( y − 2 )
2
2
D. Vô số
r
= 16 và v = ( −3;4 ) . Đường tròn ( C ') là ảnh của
( C ) qua phép Tvr . Vậy ( C ') cần tìm là:
A. ( x + 5) + ( y − 3) = 16
B. ( x + 5) + ( y − 6 ) = 16
C. ( x + 3) + ( y − 6 ) = 16
D. ( x + 4 ) + ( y − 5) = 16
2
2
2
2
2
2
2
2
Câu 11. Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, ảnh của đường thẳng ( d ) : 2 x + y − 3 qua phép tịnh tiến
r
v = ( 1;3) là:
A. − x + 2 y − 6
B. 2 x + y − 6
C. 2 x + y − 8
D. − x + 2 y − 8
r
Câu 12. Cho đường thẳng d : x − 2 y + 1 = 0 . Ảnh của d qua phép tịnh tiến theo vectơ u = ( 1; 2 ) là:
A. 2 x + y − 4 = 0
B. x − 2 y − 1 = 0
C. 2 x + y − 4 = 0
D. x − 2 y + 4 = 0
2
Câu 13. Cho đường tròn ( C ) : ( x − 1) + y 2 = 4 . Ảnh của ( C ) qua phép tịnh tiến theo vectơ
r
u = ( −1;3) là:
A. x 2 + ( y − 3) = 10
B. x 2 + ( y − 3) = 4
C. x + 2 y + z + 1 = 0
D. x + y − z − 4 = 0
2
2
Câu 14. Cho 2 điểm A ( 1;2 ) và B ( 0; −1) . Ảnh của đường thẳng AB qua phép tịnh tiến theo vectơ
r
u = ( 3; −2 ) là:
A. 3x − y + 1 = 0
B. 3x − y − 12 = 0
C. x + 3 y − 9 = 0
D. x + 3 y − 12 = 0
r
2
2
Câu 15. Ảnh của đường tròn ( C ) : x + y − 4 x − 2 y − 4 = 0 qua phép tịnh tiến theo vectơ u = ( 2;1) .
A. ( x − 4 ) + ( y − 2 ) = 9
B. x 2 + y 2 = 9
C. ( x − 4 ) + ( y − 2 ) = 3
D. x 2 + y 2 = 3
2
2
2
2
r
Câu 16. Cho 3 điểm A ( 1;2 ) , B ( 2;3) , C ( 6;7 ) . Giả sử qua phép tịnh tiến theo vectơ u các điểm A, B,
C lần lượt biến thành các điểm A ' ( 2;0 ) , B ', C ' . Khẳng định nào sau đây là đúng?
A. C ' ( 7;5 )
B. B ' ( 3;5 )
r
u
C. = ( 1; 2 )
D. C ' ( 7;9 )
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 3
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
Câu 17. Trong mặt phẳng tọa độ Oxy cho hai điểm A ( 1;3) và B ( 2; −4 ) , tọa độ M ' là ảnh của
uur
M ( −4;3) qua phép tính tiến TuAB
là:
A. M ' ( 4;3)
B. M ' ( −5;10 )
C. M ' ( −3; −4 )
D. M ' ( 3; −4 )
B. C ( 6;1)
C. D ( 0;3)
D. E ( 0; −3)
r
A
3;
−
1
(
)
v
Câu 18. Trong mặt phẳng Oxy cho
, phép tịnh tiến theo vectơ = ( 3;2 ) thành điểm nào
sau đây:
A. B ( 6;3)
uuu
r
uuur
uuu
r uuur
Câu 19. Có bao nhiêu phép tịnh tiến biến vectơ AB thành vectơ CD với AB = CD ?
A. Một
B. Hai
C. Ba
D. Bốn
r
Câu 20. Trong mặt phẳng cho vectơ v . Phép biến hình biến mỗi điểm M thành điểm M ' được gọi
r
là phép tịnh tiến theo vectơ v thỏa mãn
uuuuur
r
uuuuuu
r r
uuuuur
r
uuuuur
r
A. MM ' = −v
B. M ' M = v
C. MM ' = kv
D. MM ' = −v
Câu 21. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy cho đường tròn
( C ) có phương trình:
x2 + y 2 − x − 2 y − 3 = 0
A. x 2 + y 2 + 7 x − 2 y + 9 = 0
B. x 2 + y 2 + 5 x − 2 y − 3 = 0
C. x 2 + y 2 − 7 x − 2 y + 9 = 0
D. x 2 + y 2 + 5 x − 2 y + 3 = 0
Câu 22. Trong mặt phẳng tọa độ Oxy cho A ( 3;6 ) , B ( −1;5 ) , C ( 0; 2 ) . Gọi G là trọng tâm của tam
uuu
r
giác ABC. Ảnh của G qua phép tịnh tiến theo vectơ AB là
26
10
10
A. ; − ÷
3
3
26
B. ; − ÷
3
3
10 10
; ÷
3 3
26
C. −
26
D. ; − ÷
3
3
Câu 23. Trong mặt phẳng tọa độ Oxy cho hai đường tròn ( C ) và ( C ') có phương trình lần lượt là
r
x 2 + y 2 − 2 x + 4 y − 11 = 0 và x 2 + y 2 + 6 x − 8 y + 9 = 0 . Phép tịnh tiến theo vectơ u biến đường tròn
r
( C ') thành đường tròn ( C ) khi đó tọa độ vectơ u là:
A. ( −4;6 )
B. ( 4; −6 )
C. ( 4;6 )
r
D. Đáp án khác
Câu 24. Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, xét phép tịnh tiến Tvr với v = ( 2;1) , cho đường tròn
( C ) : ( x − 2)
2
2
+ ( y − 3) = 25 . Tìm ảnh của đường tròn ( C ) ?
A. ( x − 2 ) + ( y − 4 ) = 25
2
2
B. ( x − 2 ) + ( y − 3) = 25
2
2
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 4
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
C. ( x − 3) + ( y − 2 ) = 25
2
D. ( x − 4 ) + ( y − 4 ) = 25
2
2
Câu 25. Tạo ảnh của đường tròn
( C ') : ( x − 3)
r
v = ( −3;2 ) là đường tròn ( C ) có phương trình
2
2
+ ( y + 1) = 25 qua phép tịnh tiến theo vectơ
2
A. x 2 + ( y + 1) = 5
B. ( x − 6 ) + ( y + 3) = 25
C. x 2 + ( y + 1) = 25
D. x 2 + ( y − 1) = 25
2
2
2
2
2
r
Câu 26. Trong mặt phẳng Oxy và vectơ u = ( 1; −2 ) . Ảnh của đường tròn ( C ) : ( x − 2 ) + ( y + 3) = 4
2
2
r
qua phép tịnh tiến vectơ u là:
A. ( C ') : ( x − 1) + ( y + 3) = 4
B. ( C ') : ( x − 3) + ( y + 5 ) = 4
C. ( C ') : x 2 + ( y + 5 ) = 4
D. ( C ') : ( x + 2 ) + ( y + 1) = 4
2
2
2
2
2
2
2
Câu 27. Hãy chọn khẳng định đúng trong các khẳng định sau?
A. Tvr ( M ) = M ' ⇔ T−uuvr ( M ') = M
B. Tvr ( M ) = M ' ⇔ Tvr ( M ') = M
C. Tvr ( M ) = M ' ⇔ T−uuvr ( M ) = M '
D. Tvr ( M ) = M ' ⇔ T−uuvr ( M ') = M '
r
Câu 28. Cho điểm A ( −2;5 ) và vectơ v = ( 3; −2 ) . Tìm tọa độ của A ' sao cho A là ảnh của A ' qua
r
phép tịnh tiến vectơ v
A. A ' ( 2;4 )
B. A ' ( 2;2 )
r
C. A ' ( −5;7 )
D. A ' ( 5;1)
Câu 29. Trong mặt phẳng Oxy cho v = ( −2;3) , ( C ) : x 2 + y 2 − 4 x + 6 y + 4 = 0 . Gọi ( C ') là ảnh của
đường tròn ( C ) qua phép tịnh tiến Tvr . Phương trình ( C ') có dạng:
A. ( x + 4 ) + ( y − 6 ) = 9
B. ( x − 4 ) + ( y + 6 ) = 9
C. x 2 + y 2 = 9
D. ( x − 4 ) + y 2 = 9
2
2
2
2
2
3
3
2
Câu 30. Cho hai đồ thị của hàm số f ( x ) = x + 3 x + 1 (C) và g ( x ) = x − 6 x + 15 x − 2
r
r
( C ') .Tìm
vectơ v = ( a; b ) sao cho khi tịnh tiến đồ thị ( C ) theo vectơ v ta được đồ thị ( C ') .
r
v
A. = ( 2; −9 )
r
v
B. = ( 2;11)
r
v
C. = ( −3;2 )
r
r
v
D. = ( −9;2 )
Câu 31. Trong mặt phẳng Oxy, phép tịnh tiến điểm M ( 1;0 ) qua v là phép đồng nhất khi:
r
A. v = ( 1;0 )
r
B. v = ( 0;1)
r
C. v = ( 1;1)
r
D. v = ( 0;0 )
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 5
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
Câu 32. Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho 2 đường tròn ( C ) : ( x + m − 2 ) + ( y − 3 − m ) = 10 ;
2
r
2
+ ( y + 5 − m ) = 10 . Biết ( C ') = Tvr ( ( C ) ) . Tìm v ?
r
r
r
A. v = ( 2; −8 )
B. v = ( 6 − 2m;2m − 2 ) C. v = ( 3 − m; m − 1)
( C ') : ( x − 4 + m )
2
2
r
D. v = ( 6; −2 )
HƯỚNG DẪN GIẢI
Câu 1. Chọn đáp án B
Đường tròn ( C ) có tâm I ( 2; m ) , bán kính R = m 2 + 5 .
2 = −1 + 3
⇒ m = 2.
m = −3 + 5
Đường tròn ( C ') có bán kính tâm I ' ( −1; −3) , bán kính R ' = 3 . Ta có
Câu 2. Chọn đáp án D
r
Giả sử M ( x; y ) ∈ ( P ) là ảnh của M ( x '; y ') ∈ ( P ') qua phép tịnh tiến theo vectơ v = ( 0;1)
x = x '
x ' = x
⇔
⇒ y − 1 = − x2 − 2x + 1 ⇔ y = − x2 − 2x + 2
y = y '+ 1 y ' = y − 1
Ta có
Câu 3. Chọn đáp án B
uur
Ảnh tam giác FEO là qua TuAB
là ∆ODC .
Câu 4. Chọn đáp án D
r
Đường tròn ( C ) có tâm I ( 4;5 ) , đường tròn ( C ') có tâm I ' ( 7; −2 ) ⇒ v = ( 3; −7 )
Câu 5. Chọn đáp án A
Ta có A ( 2;0 )
Câu 6. Chọn đáp án D
x ' = x + 3
x = x '− 3
⇔
y' = y − 2
y = y '+ 2
Giả sử M ( x '; y ') ∈ d ' là ảnh của điểm M ( x; y ) ∈ d ⇒
Suy ra 2 ( x '− 3) − 3 ( y '+ 2 ) + 1 = 0 ⇔ 2 x '− 3 y '− 11
Câu 7. Chọn đáp án A
x ' = x + a
y' = y + b
Ta có
Câu 8. Chọn đáp án A
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 6
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
Ta có A ' ( 5;7 )
Câu 9. Chọn đáp án C
Có 1 phép tịnh tiến biến một đường tròn thành chính nó.
Câu 10. Chọn đáp án B
Ta có ( C ') : ( x + 5 ) + ( y − 6 ) = 16
2
2
Câu 11. Chọn đáp án C
Ta có d ' : 2 x + y − 8 = 0
Câu 12. Chọn đáp án D
Ta có d ' : x − 2 y + 4 = 0
Câu 13. Chọn đáp án B
Ta có ( C ') : x 2 + ( y − 3) = 4
2
Câu 14. Chọn đáp án B
r
u = 3;−2
(
)
A ( 1;2 ) , B ( 0; −1)
→ A ' ( 4;0 ) , B ( 3; −3 ) ⇒
x−4 y
= ⇒ 3 x − y − 12 = 0
1
3
Câu 15. Chọn đáp án A
( C ) : x2 + y 2 − 4x − 2 y − 4 = 0 ⇔ ( x − 2)
r
2
+ ( y − 1) = 9 ⇒ I ( 2;1) ; R = 3
2
Theo công thức tịnh tiến T : u = ( 2;1) ⇒ J ( 4;2 ) ⇒ ( x − 4 ) + ( y − 2 ) = 9 .
2
2
Câu 16. Chọn đáp án A
r
Ta có u = ( 1; −2 ) ⇒ B ' ( 3;1) , C ' ( 7;5 )
Câu 17. Chọn đáp án C
uuu
r
AB = ( 1; −7 ) ; M ( −4;3) ⇒ M ' ( −3; −4 )
Câu 18. Chọn đáp án B
C ( 6;1)
Câu 19. Chọn đáp án A
uuu
r
r
Biến AB thành chính nó là vectơ 0
Câu 20. Chọn đáp án D
Câu 21. Chọn đáp án D
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 7
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
2
1
17
2
1
x + y − x − 2 y − 3 = 0 ⇔ x − ÷ + ( y − 1) = ⇒ I ;1÷
2
4
2
2
2
Tịnh
tiến
theo
phương
Ox
về
bên
trái
3
đơn
vị:
r
5
v = ( −3;0 ) ⇒ J − ;0 ÷ ⇒ ( C ' ) : x 2 + y 2 + 5 x − 2 y + 3 = 0
2
Câu 22. Chọn đáp án C
r
2 13 uuu
10 10
Ta có G ; ÷, AB = ( −4; −1) ⇒ G ' − ; ÷
3 3
3 3
Câu 23. Chọn đáp án B
r
Dễ thấy hai tâm là I ( 1; −2 ) và J ( −3;4 ) suy ra u = ( 4; −6 )
Câu 24. Chọn đáp án D
2
2
Tâm I ( 2;3) suy ra ảnh là tâm J ( 4;4 ) , suy ra ảnh đường tròn: ( x − 4 ) + ( y − 4 ) = 25
Câu 25. Chọn đáp án B
2
2
Tâm I ( 3; −1) suy ra tâm tạo ảnh J ( 6; −3) , suy ra tạo ảnh là đường tròn ( x − 6 ) + ( y + 3) = 25 .
Câu 26. Chọn đáp án B
uur
r
Ta có I ( 2; −3) , khi đó II ' = u ⇔ ( xI ' − 2; y I ' + 3) = ( 1; −2 )
⇒ I ' ( 3; −5 ) ⇒ ( C ') : ( x − 3) + ( y + 5 ) = 9 .
2
2
Câu 27. Chọn đáp án A
uu
r
uuuuur r
Tvr ( M ) = M ' ⇔ MM ' = v
uu
r
uur
uuuuuu
r
r
uuuuur r ⇒ Tvr ( M ) = M ' = T− vr ( M ') = M
Ta có uur
T− vr ( M ') = M ⇔ M ' M = −v ⇔ MM ' = v
Câu 28. Chọn đáp án C
uuuu
r r
−2 − x A ' = 3
⇒ A ' ( −5;7 )
5
−
y
=
−
2
A'
Ta có A ' A = v ⇔ ( −2 − x A ' ;5 − y A ' ) = ( 3; −2 ) ⇔
Câu 29. Chọn đáp án C
Ta có ( C ) : ( x − 2 ) + ( y + 3) = 9 ⇒ I ( 2; −3)
2
uur
2
r
Khi đó II ' = v ⇔ ( xI ' − 2; yI ' + 3) = ( −2;3) ⇒ I ' ( 0;0 ) ⇒ ( c ') : x 2 + y 2 = 9
Câu 30. Chọn đáp án B
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 8
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
y = x3 + 3 x + 1
x ' = x + a
⇒
Ta có
3
2
y ' = y + b y + b = ( x + a ) − 6 ( x + a ) + 15 ( x + a ) − 2
⇒ x 3 + 3x 2 a + 3xa 2 + a 3 − 6 ( x 2 + 2 xa + a 2 ) + 15 ( x + a ) − 2 − b = x 3 + 3x + 1
3a − 6 = 0
r
a = 2
⇒ 3a 2 − 12a + 15 = 3
⇒
⇒ v = ( 2;11)
a 3 − 6a 2 + 15a − 2 − b = 1 b = 11
Cách khác nhanh hơn như sau:
r
a = 2
⇒ v = ( 2;11)
b = 12 − 1 = 11
Ta có g ( x ) = ( x − 2 ) + 3x + 6 = ( x − 2 ) + 3 ( x − 2 ) + 12 ⇒
2
3
Câu 31. Chọn đáp án D
Phép tịnh tiến theo vectơ–không chính là phép đồng nhất.
Câu 32. Chọn đáp án A
r uur
I ( 2 − m; m + 3)
⇒ v = II ' = ( 2; −8 )
I ' ( 4 − m; m − 5 )
Ta có
II. CHUYÊN ĐỀ: PHÉP BIẾN HÌNH
uur
Câu 1: Cho hình bình hành ABCD. Phép tịnh tiến TuDA
biến:
A/. B thành C.
B/. C thành A.
C/. C thành B.
D/. A thành D.
uur uuur
Câu 2: Cho hình bình hành ABCD. Phép tịnh tiến TuAB
+ AD biến điểm A thành điểm:
A/. A’ đối xứng với A qua C.
C/. O là giao điểm của AC và BD.
B/. A’ đối xứng với D qua C.
D/. C.
Câu 3: Cho đường tròn (C) có tâm O và đường kính AB. Gọi ∆ là tiếp tuyến của (C) tại điểm A. Phép
uur
tịnh tiến TuAB
biến ∆ thành:
A/. Đường kính của (C) song song với ∆ .
B/. Tiếp tuyến của (C) tại điểm B.
C/. Tiếp tuyến của (C) song song với AB.
D/. Cả 3 đường trên đều không phải.
ur
Câu 4: Cho v ( −1;5 ) và điểm M ' ( 4; 2 ) . Biết M’ là ảnh của M qua phép tịnh tiến Tvur . Tìm M.
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 9
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
A/. M ( 5; −3) .
B/. M ( −3;5 ) .
C/. M ( 3;7 ) .
D/. M ( −4;10 ) .
ur
2
2
Câu 5: Cho v ( 3;3) và đường tròn ( C ) : x + y − 2 x + 4 y − 4 = 0 . Ảnh của ( C ) qua Tvur là ( C ') :
A/. ( x − 4 ) + ( y − 1) = 4 .
B/. ( x − 4 ) + ( y − 1) = 9 .
C/. ( x + 4 ) + ( y + 1) = 9 .
D/. x 2 + y 2 + 8 x + 2 y − 4 = 0 .
2
2
2
2
2
2
ur
Câu 6: Cho v ( −4; 2 ) và đường thẳng ∆ ' : 2 x − y − 5 = 0 . Hỏi ∆ ' là ảnh của đường thẳng ∆ nào qua Tvur :
A/. ∆ : 2 x − y − 13 = 0 .
B/. ∆ : x − 2 y − 9 = 0 .
C/. ∆ : 2 x + y − 15 = 0 .
D/. ∆ : 2 x − y − 15 = 0 .
Câu 7: Khẳng định nào sai:
A/. Phép tịnh tiến biến đoạn thẳng thành đoạn thẳng bằng nó.
B/. Phép quay biến đường thẳng thành đường thẳng song song hoặc trùng với nó.
C/. Phép tịnh tiến biến tam giác thành tam giác bằng nó.
D/. Phép quay biến đường tròn thành đường tròn có cùng bán kính.
Câu 8: Khẳng định nào sai:
A/. Phép tịnh tiến bảo toàn khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ.
B/. Phép quay bảo toàn khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ.
C/. Nếu M’ là ảnh của M qua phép quay Q( O ,α ) thì ( OM '; OM ) = α .
D/. Phép quay biến đường tròn thành đường tròn có cùng bán kính.
Câu 9: Trong mặt phẳng Oxy, ảnh của điểm M ( −6;1) qua phép quay Q( O ,90 ) là:
o
A/. M ' ( −1; −6 ) .
B/. M ' ( 1;6 ) .
C/. M ' ( −6; −1) .
D/. M ' ( 6;1) .
Câu 10: Trong mặt phẳng Oxy, qua phép quay Q( O ,90 ) , M ' ( 3; −2 ) là ảnh của điểm :
o
A/. M ( 3; 2 ) .
B/. M ( 2;3) .
C/. M ( −3; −2 ) .
D/. M ( −2; −3) .
Câu 11: Trong mặt phẳng Oxy, ảnh của điểm M ( 3; 4 ) qua phép quay Q( O ,45 ) là:
o
7 2 7 2
;
÷.
2 ÷
2
A/. M '
2 7 2
B/. M ' − ;
÷.
2 ÷
2
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 10
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
2
2
7 2
C/. M ' − ; −
÷.
2 ÷
2
2
;−
D/. M '
÷.
2 ÷
2
Câu 12: Trong mặt phẳng Oxy, qua phép quay Q( O ,−135 ) , M ' ( 3; 2 ) là ảnh của điểm :
o
5 2 5 2
;−
÷.
2 ÷
2
5 2
2
2
B/. M − ; ÷
÷.
2 2
A/. M
2
2
;
C/. M −
÷.
2
2 ÷
2
D/. M ; −
÷.
2 ÷
2
II/. Bài tập tự luận:
ur
1/. Trong mặt phẳng Oxy, cho v ( 3; 4 ) và đường thẳng ∆ : x + y − 6 = 0 . Viết phương trình đường thẳng ∆ '
là ảnh của ∆ qua phép tịnh tiến Tvur .
2/. Trong mặt phẳng Oxy, cho đường thẳng ∆ : 2 x + y − 3 = 0 . Viết phương trình đường thẳng ∆ ' là ảnh của
∆ qua phép quay Q( O ,−90o ) .
2
2
3/. Trong mặt phẳng Oxy, cho đường tròn ( C ) : x + y + 4 x + 4 y − 8 = 0 . Viết phương trình đường tròn ( C ')
là ảnh của ( C ) qua phép quay Q( O ,120 ) .
o
ur
2
2
4/. Trong mặt phẳng Oxy, cho v ( −3; 2 ) và đường tròn ( C ) : x + y − 4 x − 4 y − 1 = 0 . Viết phương trình
đường tròn ( C ') là ảnh của ( C ) qua phép tịnh tiến Tvur .
ur
5/. Trong mặt phẳng Oxy, cho v ( 5; −4 ) và điểm M ( 3; 2 ) . Gọi M ' là ảnh của M qua phép tịnh tiến Tvur ,
M '' là ảnh của M ' qua phép quay Q( O , −90o ) . Tìm tọa độ M '' .
ur
6/. Trong mặt phẳng Oxy, cho v ( −1;3) và điểm M ( 4;7 ) . Gọi M ' là ảnh của M qua phép quay Q( O ,90 ) ,
o
M '' là ảnh của M ' qua phép tịnh tiến Tvur . Tìm tọa độ M '' .
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 11
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
ur
7/. Trong mặt phẳng Oxy, cho v ( 4;1) và đường thẳng ∆ : x + 2 y − 5 = 0 . Gọi ∆ ' là ảnh của ∆ qua phép
quay Q( O ,90 ) , ∆ '' là ảnh của ∆ ' qua phép tịnh tiến Tvur . Viết phương trình ∆ '' .
o
ur
2
2
8/. Trong mặt phẳng Oxy, cho v ( 2;5 ) và đường tròn ( C ) : ( x − 2 ) + ( y − 1) = 25 . Gọi ( C ') là ảnh của ( C )
qua phép tịnh tiến Tvur , ( C '') là ảnh của ( C ') qua phép quay Q( O ,90 ) . Viết phương trình ( C '') .
o
9/. Cho đường tròn C ( I , R ) , trên ( C ) lấy hai điểm cố định B và C, một điểm A thay đổi trên ( C ) . Họi H
là trực tâm ∆ABC , B’ là điểm đối xứng với B qua tâm I.
uuuur
uuuuu
r
a/. CMR AH = B ' C
b/. Tìm tập hợp điểm H khi A thay đổi.
10/. Cho đường tròn C ( I , R ) và điểm A nằm ngoài đường tròn ( C ) . Điểm B thay đổi trên đường tròn ( C ) .
Dựng ∆ABC đều. Tìm tập hợp điểm C khi B thay đổi.
ĐÁP ÁN BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
C
D
B
A
B
D
B
C
A
D
B
C
IV.
PHÉP BIẾN HÌNH VÀ PHÉP DỜI HÌNH PHÉP TỊNH TIẾN
I.Tóm tắt lý thuyết :
r
r
1. Định nghĩa : Trong mặt phẳng , cho véc tơ v ( a; b ) . Phép tịnh tiến theo véc tơ v ( a; b ) là phép
uuuuur r
biến hình , biến một điểm M thành một điểm M’ sao cho MM ' = v
Ký hiệu : Tvr .
2.Các tính chất của phép tịnh tiến :
a/ Tính chất 1:
*Định lý 1: Nếu phép tịnh tiến biến hai điểm M,N thành hai điểm M’,N’ thì MN=M’N’.
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 12
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
b/ Tính chất 2:
* Định lý 2: Phép tịnh tiến biến ba điểm thẳng hàng thành ba điểm thẳng hàng và không làm thay
đổi thứ tự của ba điểm đó .
HỆ QUẢ :
Phép tịnh tiến biến đường thẳng thành đường thẳng , biến một tia thành một tia , biến một đoạn
thẳng thành một đoạn thẳng bằng nó , biến một tam giác thành một tam giác bằng nó , biến một
đường tròn thành một đường tròn có cùng bán kính , biến một góc thành một góc bằng nó .
3. Biểu thức tọa độ của phép tịnh tiến
r
- Giả sử cho v ( a; b ) và một điểm M(x;y) . Phép tịnh tiến theo véc tơ v biến điểm M thành điểm M’
x ' = a + x
y' = y +b
thì M’ có tọa độ là :
4. Ứng dụng của phép tịnh tiến
BÀI TOÁN 1: TÌM QUỸ TÍCH CỦA MỘT ĐIỂM
Bài toán : Cho một hình H , trên hình H có một điểm M . Tìm quỹ tích của điểm M khi trên hình
H có một điểm A thay đổi . ( Thường điểm A chạy trên một đường (C ) cho sẵn ).
Cách giải :
- Dựa vào các tính chất đã biết , ta tìm ra một véc tơ cố dịnh nằm trên hình H ( Với điều kiện : véc
tơ này có phương song song với đường thẳng kẻ qua A ).
- Sau đó dựa vào định nghĩa về phép tịnh tiến ta suy ra M là ảnh của A qua phép tịnh tiến theo véc
tơ cố định .
- Dựa vào tính chất thay đổi của A ta suy ra giới hạn quỹ tích .
Ví dụ 1: Cho hai điểm B,C cố định nằm trên (O,R) và một điểm A thay đổi trên đường tròn đó .
Chứng minh rằng trực tâm của tam giác ABC nằm trên một đường tròn cố định .
Giải
- Kẻ đường kính BB’ .Nếu H là trực tâm của tam giác ABC thì AH=B’C. Do C,B’ cố định , cho
uuur uuuur
nên B’C là một véc tơ cố định ⇒ AH = B ' C . Theo định nghĩa về phép tịnh tiến điểm A đã biến
thành điểm H . Nhưng A lại chạy trên (O;R) cho nên H chạy trên đường tròn (O’;R) là ảnh của
r uuuur
(O;R) qua phép tịnh tiến dọc theo v = B ' C
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 13
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
- Cách xác định đường tròn (O’;R) . Từ O kẻ đường thẳng song song với B’C . Sau đó dựng véc tơ
uuuur uuuur
: OO ' = B ' C . Cuối cùng từ O’ quay đường tròn bán kính R từ tâm O’ ta được đường tròn cần tìm .
Ví dụ 2. Cho hình bình hành ABCD có hai đỉnh A,B cố định , còn đỉnh C chạy trên một đường
tròn (O;R). Tìm quỹ tích đỉnh D khi C thay đổi .
Giải :
uuur uuur
- Theo tính chất hình bình hành : BA=DC ⇒ AB = CD . Nhưng theo giả thiết A,B cố định , cho nên
uuur
uuur
AB cố định . Ví C chạy trên (O;R) , D là ảnh của C qua phép tịnh tiến theo AB , cho nên D chạy
trên đường tròn O’ là ảnh của đường tròn O
uuuur uuu
r
- Cách xác định (O’) : Từ O kẻ đường thẳng // với AB , sau đó dựng véc tơ OO ' = AB . Từ O’ quay
đường tròn bán kính R , đó chính là đường tròn quỹ tích của D.
Ví dụ 3. Cho hai đường tròn (O;R) và (O’;R’) cùng với hai điẻm A,B . Tìm điểm M trên (O;R) và
uuuuur uuu
r
điểm M’ trên (O’R’) sao cho MM ' = AB .
Giải
a. Giả sử ta lấy điểm M trên (O;R). Theo giả thiết , thì M’ là ảnh của M qua phép tịnh tiến theo véc
uuur
tơ AB . Nhưng do M chạy trên (O;R) cho nên M’ chạy trên đường tròn ảnh của (O;R) qua phép
tịnh tiến . Mặt khác M’ chạy trên (O’;R’) vì thế M’ là giao của đường tròn ảnh với đường tròn
(O’;R’).
b/ Tương tự : Nếu lấy M’ thuộc đường tròn (O’;R’) thì ta tìm được N trên (O;R) là giao của (O;R)
với đường tròn ảnh của (O’;R’) qua phép tịnh tiến theo véc tơ AB
c/ Số nghiệm hình bằng số các giao điểm của hai đường tròn ảnh với hai đường tròn đã cho .
Ví dụ 3. Cho đường tròn (O) đường kính AB cố định . Một đường kính MN thay đổi . Các đường
thẳng AM và AN cắt các tiếp tuyến tại B lần lượt là P,Q . Tìm quỹ tích trực tâm các tam giác MPQ
và NPQ ?
Giải
- Tam giác MPQ có QA là một đường cao , vì vậy nếu ta kẻ MM’ vuông góc với PQ thì MM’ cắt
uuuur
uuu
r uuu
r
QA tại trực tâm H . OA là đường trung bình của tam giác MNH suy ra : MH = 2OA = BA . Vậy phép
uuu
r
tịnh tiến theo BA biến điểm M thành điểm H . Nhưng M chạy trên (O;AB) cho nên H chạy trên
uuu
r
đường tròn ảnh của (O;AB) qua phép tịnh tiến BA .
- Tương tự đối với tam giác NPQ .
- Giới hạn quỹ tích . Do M không trùng với A,B cho nên trên đường tròn ảnh bỏ đi hai điểm ảnh
của A,B .
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 14
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
BÀI TOÁN 2:
TÌM ĐIỂM M TRÊN ĐƯỜNG THẲNG D SAO CHO KHOẢNG CÁCH MA+MB NGẮN
NHẤT ( A,B- CỐ ĐỊNH CHO TRƯỚC )
Cách giải
• Bước 1: Tìm điểm A’ đối xứng với điểm A qua đường thẳng d . ( Khi đó đường thẳng d là
đường trung trực của AB , suy ra M thuộc d thì MA=MA’ ).
• Bước 2: Kẻ đường thẳng A’B , thì đường thằng này cắt d tại M . M sẽ là điểm duy nhất
• Bước 3: Chứng minh nhận xét trên : Vì MA+MB=MA’+MB=A’B ( không đổi) do A cố
dịnh , thì A’ cố định , suy ra A’B không đổi
Chú ý : Trường hợp trên xảy ra khi A,B nằm trái phía với d .
Ngoài ra : Có trường hợp biến thể là thay đường thẳng d bằng hai đường thẳng // cách nhau một
đoạn cho trước không đổi .
Ví dụ 1. Hai thôn nằm ở hai vị trí A,B cách nhau một con sông ( Xem hai bờ sống là hai đường
thẳng song song ) . Người ta dự kién xây một cây cầu bắc qua sông (MN) và làm hai đoạn thẳng
AM và BN .Tìm vị trí M,N sao cho AM+BN là ngắn nhất .
Giải
uuuu
r ur
- Vì khoảng cách giữa hai bờ sống là không đổi , cho nên MN = U .
ur
- Tìm A’ là ảnh của A qua phép tịnh tiến theo U . Khi đó AMNA’ là hình bình hành : A’N=AM .
- Do đó : MA+NB ngắn nhất Vì : MA+NB=A’N+NB
Ví dụ 2. Cho hình chữ nhật ABCD . Trên tia đối của tia AB lấy điểm P , trên tia đối của tia CD lấy
điểm Q . Hãy xác định điểm M trên BC và điểm N trên AD sao cho MN//CD và PN+QM nhỏ nhất
.
Giải
- Giống bài toán trên là khoảng cách giữa hai cạnh của hình chữ nhật không đổi . cho nên ta thực
hiện theo cách của bài toán trên như sau :
uuur
ur
uuuur
- Tìm ảnh của điểm Q qua phép tịnh tiến theo CD = U = QQ ' .Khi đó MN=QQ’ , suy ra MQ=NQ’ .
Cho nên PN+MQ=PN+NQ’ ngắn nhất khi P,N,Q’ thẳng hàng .
- Các bước thực hiện :
uuur
ur
uuuur
+/ Tìm Q’ sao cho : CD = U = QQ '
+/ Nối PQ’ cắt AD tại điểm N
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 15
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
+/ Kẻ NM //CD cắt BC tại M . Vậy tìm được M,N thỏa mãn yêu cầu bài toán .
BÀI TOÁN 3:
r
VIẾT PHƯƠNG TRÌNH CỦA ĐƯỜNG ( C ‘) QUA PHÉP TỊNH TIẾN THEO u = ( a; b ) KHI
BIẾT PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG (C ).
Cách giải :
• Bước 1: lấy một điểm M(x;y=f(x) ) trên (C )
• Bước 2: Thay x,y vào công thức tọ độ của phép tịnh tiến
• Bước 3: Rút gọn ta có phương trình F(x;y)=0 . Đó chính là phương trình của (C’ ) cần
tìm .
r
Ví dụ . Trong mặt phẳng (Oxy) cho u = ( 1; −2 )
a/ Viết phương trình ảnh của mỗi đường trong trường hợp sau :
+/Đường thẳng a có phương trình : 3x-5y+1=0 ?
+/Đường thẳng b có phương trình : 2x+y+100=0
b/ Viết phương trình đường tròn ảnh của đường tròn (C ) : x 2 + y 2 − 4x + y − 1 = 0
c/ Viết phương trình đường (E) ảnh của (E) :
d/ Viết phương trình ảnh của (H) :
x2 y 2
+
=1
9
4
x2 y 2
−
=1
16 9
Giải
a/ Gọi M(x;y) thuộc các đường đã cho và M’(x’;y’) thuộc các đường ảnh của chúng. Theo công
x ' = 1+ x
x = x '− 1
⇒
y ' = −2 + y y = y '+ 2
thức tọa độ của phép tịnh tiến ta có :
Thay x,y vào phương trình các đường ta có :
- Đường thẳng a’ : 3(x’-1)-5(y’+2)+1=0 ⇔ 3x’-5y’-12=0
- Đường thẳng b’ : 2(x’-1)+(y’+2)+100=0 hay : 2x’+y’+100=0
b/ Đường tròn (C’) : ( x '− 1) + ( y '+ 2 ) − 4 ( x '− 1) + y '+ 2 − 1 = 0 hay : x 2 + y 2 − 6x + 5 y + 10 = 0
2
x '− 1)
c/ Đường (E’) : (
9
2
2
( y '+ 2 )
+
4
2
( x − 1)
=1⇔
9
2
( y + 2)
+
4
2
=1
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 16
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
x '− 1)
d/ Đường (H’): (
2
16
( y '+ 2 )
−
2
9
( x − 1)
=1⇔
16
2
( y + 2)
−
2
9
=1
Bài tập về nhà :
Bài 1. Cho hai đường tròn không đồng tâm (O;R) và (O’;R’) và một điểm A trên (O;R) . Xác định
uuuu
r uuu
r
điểm M trên (O;R) và diểm N trên (O’;R’) sao cho MN = OA .
Bài 2. ( Làm bài tập 4;5;6 – HH11NC-trang 9)
Bài 3. ( Làm bài tập : 2;3- HH11CB-trang 7 )
Gợi ý
uuuu
r uuu
r
uuur : M → N . Do đó N nằm trên đường tròn ảnh của (O;R) . Mặt khác N lại
Bài 1. Vì : MN = OA ⇒ TOA
nằm trên (O’;R’) do đó N là giao của đường tròn ảnh với với (O’;R’) . Từ đó suy ra cách tìm :
- Vè đường tròn tâm A bán kính R , đường tròn náy cắt (O’;R’) tại N
- Kẻ đường thẳng d qua N và song song với OA , suy ra d cắt (O;R) tại M
Bài 2.
a/ Bài 4-trang 9-HH11NC.
uuur ur
- Vì A,B cố định suy ra : AB = U .
uuuuur uuur
uuur
uuuuur
uuur uuur
uuu
r
- Từ giả thiết : MM ' + MA = MB ⇒ MM ' = MB − MA = AB . Chứng tỏ : TuABuur : M → M ' .
- Nhưng M chạy trên (O;R) cho nên M’ chạy trên đường tròn (O’;R) là ảnh của (O;R) .
b/ Bài 5.
x1' = x1cosα − y1 sin α + a
x2' = x2cosα − y2 sin α + a
; N ' '
- Tọa độ của M’ và N’ là : M ' '
y2 = x2 sin α + y2 cosα + b
y1 = x1 sin α + y1cosα + b
- Khoảng cách d giữa M,N và khoảng cách d’ giữa M’N’ .
Ta có : MN = ( x2 − x1 ) + ( y2 − y1 )
2
M 'N ' =
( x2 − x1 )
2
2
( cos α + sin α ) + ( y
2
2
2
− y1 )
2
( cos α + sin α ) = ( x
2
− x1 ) + ( y2 − y1 )
2
2
2
2
- Phép F là phép dời hình
x ' = x + a
. Đây là công thức của phép tịnh tiến .
y ' = y +b
- Khi : α = 0 → sin α = 0; cosα = 1 ⇒
c/ Bài 6.
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 17
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
- Nếu F1 : M ( x; y ) → M ' ( y; − x ) ; N ( x '; y ') → N ' ( y '; − x ' ) thì khoảng cách giữa hai điểm MN và M’N’
là : MN = ( x '− x ) + ( y '− y ) ; M ' N ' = ( y '− y ) + ( − x '+ x ) . Chứng tỏ MN=M’N’cho nên đó chính là
2
2
2
2
phép dời hình .
- Nếu : F2 : M ( x; y ) → M ' ( 2x; y ) ; N ( x '; y ' ) → N ' ( 2x '; y ' ) . Khi đó khoảng cách hai điểm là :
MN =
( x '− x )
2
+ ( y '− y ) ; M ' N ' = 4 ( x '− x ) + ( y '− y ) .
2
2
2
- Rõ ràng : MN< M’N’ : Do đó đây không phải là phép dời hình vì theo định nghĩa : Phép dời hình
là phép biến hình biến hai điểm thành hai điểm mà không làm thay đổi khoảng cách giữa chúng .
Bài 3.
a/ Bài 2- trang 7.
- Từ B và C kẻ các đường thẳng // với AG . Sau đó đặt BB’=CC’=AG ( Tứ giác BCC’B’ là hình
bình hành )
- A’ sẽ trùng với G . Tam giác GB’C’ là ảnh của tam giác ABC qua phép tịnh tiến theo véc tơ AG .
uuur
uuur
- Nếu D là ảnh của phép tịnh tiến theo véc tơ AG thì : AG = AD ⇒ D phải trùng với G .
b/ Bài 3-trang 7.
xA' = 3 − 1 = 2
↔ A ' ( 2;7 ) và tọa độ của điểm
yA' = 5 + 2 = 7
- Theo công thức tọa độ của phép tịnh tiến : A ' =
x = −1 − 1 = − 2
B ' = B'
↔ B ' = ( −2;3) .
yB ' = 1 + 2 = 3
- Nếu gọi M(x;y) thuộc đường thẳng d và M’(x’;y’) thuộc đường thẳng d’ : là ảnh của đường thẳng
d qua phép tịnh tiến theo véc tơ v thì theo công thức tọa độ củ phép tịnh tiến ta có :
x ' = x −1
x = x '+ 1
M '
⇒
. Thay vào phương trình của d : (x’+1)-2(y’-2)+3=0 . Hay d’: x’-2y’+8=0
y ' = y + 2 y = y '− 2
.
Bài 3. PHÉP ĐỐI XỨNG TRỤC
1. ĐỊNH NGHĨA :
* Cho đường thẳng d . Phép biến mỗi điểm M thuộc d thành chính nó . Biến mỗi điểm M không
thuộc d thành điểm M’ sao cho d là đường trung trực của MM’ , được gọi là phép đối xứng qua
đường thẳng d ( hay là phép đối xứng trục ) . Đường thẳng d gọi là trục đối xứng
2. BIỂU THỨC TỌA ĐỘ CỦA PHÉP ĐỐI XỨNG TRỤC
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 18
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
Ta chọn đường thẳng d trùng với trục Ox . Với mỗi điểm M(x;y) , gọi M’(x’;y’) là ảnh của M qua
x ' = x
( Đó chính là biểu thức tọa độ )
y' = −y
phép đối xứng trục thì :
3. TÍNH CHẤT
a/ Tính chất 1: Phép đối xứng trục bảo toàn khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ .
b/ Tính chất 2: Phép đối xứng trục biến một đường thẳng thành một đường thẳng , biến một đoạn
thẳng thành một đoạn thẳng bằng nó , biến một tam giác thành một tam giác bằng nó , biến một
đường tròn thành một đường tròn có cùng bán kính .
4. TRỤC ĐỐI XỨNG CỦA MỘT HÌNH
Định nghĩa :
* Đường thẳng d gọi là trục đối xứng của hình H nếu phép dối xứng qua d biến hình H thành chính
nó .
5. ỨNG DỤNG
BÀI TOÁN 1. TÌM QUỸ TÍCH CỦA MỘT ĐIỂM
Bài toán :
Cho hình H và một điểm A thuộc hình H thay đổi . Tìm quỹ tích của điểm M khi A thay đổi .
Cách giải .
• Bước 1: Xét một vị trí bất kỳ của A và M . Sau dó tìm trên H có một đường thẳng cố định là
trung trực của đoạn thẳng AM ( Chính là trục đối xứng ).
• Nếu A chạy trên một đường (C ) nào đó , theo tính chất của phép dối xứng trục , thì M chạy
trên đường (C’) là ảnh của (C ) qua phép đối xứng trục .
Ví dụ 1. ( Bài 10-tr13-HH11NC ) .
Cho hai điểm B,C cố định nằm trên đường tròn (O;R) và điểm A thay đổi trên đường tròn đó . Hãy
dùng phép đối xứng trục để chứng minh rằng trực tâm H nằm trên một đường tròn cố định .
Giải
- Vẽ hình . Gọi H là giao ba đường cao của tam giác ABC . Kéo dài AH cắt (O;R) tại H’ . Nối CH’
- Chứng minh IH=IH’ . Thật vậy
Ta có : ∠A = ∠BCH ' ( Góc nội tiếp chẵn cung BH’ ).(1)
CH ⊥ AB
⇒ ∠A = ∠BCH ( 2 ) . Từ (1) và (2) suy ra : ∠BCH = ∠BCH '
CI ⊥ AH '
Mặt khác :
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 19
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
Chứng tỏ tam giác HCH’ là tam giác cân . Do BC vuông góc với HH’ , chứng tỏ BC là
đường trung trực của HH’ . Hay H và H’ đối xứng nhau qua BC . Cho nên khi A chạy trên đường
tròn (O;R) thì H’ cũng chạy trên (O;R) và H sẽ chạy trên đường tròn (O’;R) là ảnh của đường tròn
(O;R) qua phép đối xứng trục BC
- Giới hạn quỹ tích : Khi A trùng với B và C thì tam giác ABC suy biến thành đường thẳng . Vì thế
trên đường tròn (O’;R) bỏ đi 2 điểm là ảnh của B,C .
* Chú ý : Ta còn có cách khác chứng minh H và H’ đối xứng nhau qua BC .
- Kẻ AA’ ( là đường kính của (O) ) suy ra BHCA’ là hình bình hành , cho nên BC đi qua trung
điểm I của A’H .
- A’H’ song song với BC ( vì cùng vuông góc với AH )
- Từ đó suy ra BC là đường trung bình của tam giác AHH’ – Có nghĩa là BC đi qua trung điểm của
HH’ . Mặt khác AH vuông góc với BC suy ra BC là trục đối xứng của HH’ , hay H và H’ đối xứng
nhau qua BC.
Ví dụ 2. Cho tam giác ABC có trực tâm H
a/ Chứng minh rằng các đường tròn ngoại tiếp các tam giác HAB,HBC,HCA có bán kính bằng
nhau
b/ Gọi O1 , O2 , O3 là tâm các đường tròn nói trên . Chứng minh rằng đường tròn đi qua ba điểm
O1 , O2 , O3 bằng đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC .
Giải .
a/ Giả sử O1 là tâm của đường tròn ngoại tiếp tam giác HBC , thì theo bài taons của ví dụ 1 O1
chính là ảnh của (O) qua phép đối xứng trục BC . Cho nên bán kính của chúng bằng nhau . Tương
tự hai đường tròn ngoại tiếp của hai tam giác còn lại có bán kính bằng bán kính của (O) .
b/ Ta hoàn toàn chứng minh được O1 , O2 , O3 là các ảnh của O qua phép đối xứng trục BC,CA,AB .
Vì vậy bán kính các đường tròn này bằng nhau . Mặt khác ta chứng minh tam giác ABC bằng tam
giác O1O2O3 .
BÀI TOÁN 2. TÌM ĐIỂM
CHO ĐƯỜNG THẲNG d VÀ HAI ĐIỂM A,B . TÌM ĐIỂM M THUỘC d SAO CHO
MA+MB NHỎ NHẤT. ( Khi A,B là hai điểm nằm về một phía của d ), MA − MB ĐẠT GIÁ
TRỊ LỚN NHẤT( A,B nằm về hai phía của d )
Cách giải :
• Bước 1: Tìm điẻm A’ đối xứng với A qua đường thẳng d
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 20
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
• Bước 2: Nối A’B , đường thẳng này cắt d tại M . Là điểm cần tìm .
• Bước 3: Chứng minh M là điểm duy nhất .
Ví dụ 1. (Bài 9-tr13- HH11NC)
Cho góc nhọn xOy và một điểm A nằm trong góc đó . Hãy tìm điểm B trên Ox , điểm C trên Oy
sao cho tam giác ABC có chu vi nhỏ nhất .
Giải .
- Tìm A’ đối xứng với A qua Oy , B’ đối xứng với A qua Ox
- Nối A’B’ cắt Ox tại B , cắt Oy tại C . Đó chính là hai điểm cần tìm
- Chứng minh B,C là hai điểm duy nhất cần tìm .
Thật vậy : Do A’ đối xứng với A qua Oy , cho nên CA=CA’ (1) . Mặt khác : B’ đối xứng với A qua
Ox cho nên ta có BA=BB’ (2) . Gọi P là chu vi tam giác ABC thì P=CA+CB+BA
=CA’+CB+BB’=A’B’ ( do từ (1) và (2) ).
Ví dụ 2: Cho đường thẳng d và hai điểm A,B nằm cùng phía với d . Tìm điểm M trên d sao cho
MA+MB đạt giá trị nhỏ nhất ?
Giải
- Tìm điểm A’ đối xứng với A qua d
- Nối A’B cắt d tại M . M chính là điểm cần tìm .
- Thật vậy : Vì A’ đối xứng với A qua d cho nên MA=MA’ (1). Do đó : MA+MB=MA’+MB=A’B .
- Giả sử tồn tại M’ khác M thuộc d thì : M’A+M’B=M’A’+M’B ≥ A ' B . Dấu bằng chỉ xảy ra khi
A’M’B thẳng hàng . Nghĩa là M trùng với M’ .
Ví dụ 3. Cho đường thẳng d và hai điểm A,B ( nằm về hai phía của d ). Tìm điểm M trên d sao cho
MA − MB đạt GTLN .
Giải .
- Gọi A’ là điểm đối xứng với A qua d
- Nối A’B cắt d tại M . M chính là điểm cần tìm .
- Thật vậy : MA − MB = MA '− MB = A ' B . Giả sử tồn tại một điểm M’ khác với M trên d , khi đó :
M ' A − M ' B = M ' A '− M ' B ≤ A ' B . Dấu bằng chỉ xảy ra khi M’A’B thẳng hàng , nghĩa là M trùng với
M’.
Ví dụ 4 . Cho hai đường tròn (O;R) và (O’;R’) và một đường thẳng d
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 21
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
a/ Hãy tìm hai điểm M và M’ lần lượt nằm trên hai đường tròn đó sao cho d là đường trung trực
của đoạn thẳng MM’
b/ Hãy xác định điểm I trên d sao cho tiếp tuyến IT với (O;R) và tiếp tuyến IT’ với (O’;R’) tạo
thành một góc TIT’ nhận đường thẳng d là đường phân giác trong hoặc ngoài .
Giải
Vẽ hình :
a/ Giả sử M nằm trên (O;R) và M’ nằm trên (O’;R’) tỏa mãn yêu cầu bài toán
- Vì d là trung trực của MM’ cho nên M’ nằm trên đường tròn (C’) là ảnh của đường tròn (O;R)
qua phép đối xứng trục d . Mặt khác M’ lại nằm trên (O’;R’) do vậy M’ là giao của (C’) với
(O’;R’)
- Từ đó suy ra cách tìm :
• Tìm hai đường tròn ảnh của hai đường tròn đã cho qua phép đối xứng trục d ( Lần
lượt là (C’) và (C’’)
• Hai đường tròn này cắt hai đường tròn đã cho tại M 1 , M 2 . Sau đó kẻ hai đường thẳng
d’’ và d’’’ qua M 1 , M 2 cắt (O;R) và (O’;R’) tại M '1 ; M '2
• Các điểm cần tìm là ( M 1M '1 ) và ( M 2 M '2 )
b/ Nếu MT và MT’ nhận d là phân giác trong hoặc ngoài của góc TIT’ thì MT và MT’ đối xứng
nhau qua d . Từ đó suy ra cách tìm :
- Gọi d’ là ảnh của MT qua phép đối xứng d nghĩa là d’ là tiếp tuyến của đường tròn (C ) là ảnh
của (O;R) qua phép đối xứng trục d. Mặt khác d’ là tiếp tuyến của (O’;R’) . Cho d’ là tiếp tuyến
chung của (C ) với (O’;R’) . Từ đó ta suy ra cách tìm M :
• Tìm (C ) là ảnh của (O;R) qua phép đối xứng trục d
• Kẻ d’ là tiếp tuyến chung của (C ) và (O’;R’) . Khi đó d’ cắt d tại M . Chính là điểm cần tìm
.
• Tương tự áp dụng cho (O’;R’)
- Số nghiệm hình bằng số giao điểm của các tiếp tuyến chung cắt d .
BÀI TOÁN :3
TÌM ĐIỂM ĐỐI XỨNG VỚI ĐIỂM QUA MỘT ĐƯỜNG THẲNG
Bài toán : Cho điểm A(x;y) và một đường thẳng d : ax+by+c=0 . Tìm tọa độ điểm B đối xứng với
điểm A qua đường thẳng d ?
Cách giải :
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 22
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
• Bước 1: Gọi B(x’;y’) là điểm đối xứng với A qua d và H là trung điểm của AB thì điều
uuur ur
AB.U = 0
kiện :
H ∈ d
( 1)
( 2)
• Bước 2: Giải hai điều kiện (1) và (2) suy ra tọa độ của B
Ví dụ 1.
Cho điểm M(2;3) tìm tọa độ điểm N đối xứng với M qua đường thẳng d : y=x
Giải
- Gọi N(x;y) là điểm đối xứng với M qua d và H là trung điểm của MN thì M,N đối xứng nhau qua
uuuu
r ur
MN .U = 0 ( 1)
d thì điều kiện là :
( 2)
H ∈ d
uuuu
r
ur
x+ 2 y +3
;
- Ta có : MN = ( x − 2; y − 3) U = ( 1;1) H =
÷.
2
2
( x − 2 ) .1 + ( y − 3) .1 = 0
x + y = 5 y = 2
⇔
⇒
⇔ N = ( 3; 2 )
- Điều kiện (*) ⇔ x + 2 y + 3
x
=
y
+
1
x
=
3
=
2
2
Ví dụ 2.
Cho điểm M(2;-3) . Tìm ảnh của điểm M qua phép đối xứng trục d : y-2x=0
Giải
- Gọi N(x;y) là điểm đối xứng với M qua d và H là trung điểm của MN thì M,N đối xứng nhau qua
uuuu
r ur
MN .U = 0 ( 1)
d thì điều kiện là :
( 2)
H ∈ d
uuuu
r
ur
x + 2 y −3
;
- Ta có : MN = ( x − 2; y + 3) U = ( 1; 2 ) H =
÷.
2
2
1
( x − 2 ) .1 + ( y + 3) .2 = 0
y=
x + 2 y + 4 = 0
14 1
3
⇔
⇒
⇔ N = − ; ÷
- Điều kiện (*) ⇔ x + 2 y − 3
=
3 3
y = x +5
x = − 14
2
2
3
BÀI TOÁN :4
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 23
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
CHO ĐƯỜNG (C ) VÀ ĐƯỜNG THẲNG d HÃY VIẾT PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG (C’)
LÀ ẢNH CỦA (C ) QUA PHÉP ĐỐI XỨNG TRỤC d
CÁCH GIẢI
• Bước 1: Trên đường (C ) lấy hai điểm A,B
• Bước 2: Tìm hai điểm A’,B’ đối xứng với A,B qua phép đối xứng trục d
• Bước 3: Viết phương trình đường (C’) đi qua A’,B’
Ví dụ 1: Cho đường thẳng d : x-2y-2=0 và đường thẳng d’: y=x . Lập phương trình đường thẳng
(m) đối xứng với đường thẳng d’ qua đường thẳng d .
Giải
x − 2 y − 2 = 0 x = −2
⇒
.A(-2;-2)
x − y = 0
y = −2
- Tìm giao của d và d’ bằng A(x;y) là nghiệm của hệ :
- Trên d’ lấy điểm M (3;3) . Gọi N(x;y ) là điểm đối xứng với M qua d .Gọi H là trungđiểm của
uuuu
r ur
MN .U = 0 ( 1)
MN thì điều kiện để M,N đối xứng nhau qua d là :
(*)
( 2)
H ∈ d
uuuu
r
ur
MN
=
x
−
3;
y
−
3
U
= ( 2;1)
(
)
- Ta có :
x+3 y +3
H =
;
÷
2
2
( x − 3) 2 + ( y − 3) .1 = 0
2x + y = 9 x = 5
⇔
⇒
↔ N = ( 5; −1) .
- Điều kiện (*) ⇔ x + 3 y + 3
x − 2 y = 7 y = −1
2 − 2. 2 ÷− 2 = 0
uuur
- Đường thẳng (m) là đường thẳng đi qua AN có véc tơ chỉ phương là AN = ( 7;1) , nên (m) có
phương trình là :
x+2 y+2
=
⇔ x − 7 y − 12 = 0 .
7
1
Ví dụ 2. Cho hai đường thẳng d: 2x-y+2=0 ; d’ : x+3y-3=0 . Lập phương trình đường thẳng (m)
đối xứng với đường thẳng d qua đường thẳng d’ .
Giải
- Tìm tọa độ điểm A là giao của d với d’ . Khi đó tọa độ A là nghiệm của hệ hai phương trình :
3
x=−
2x
−
y
+
2
=
0
3 8
7
⇔
⇒ A = − ; ÷
7 7
x + 3y − 3 = 0
y = 8
7
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 24
BIÊN SOẠN SUSHI NGUYỄN
- Trên đường thẳng d chọn điểm M(0;2)
- Tìm tọa độ điểm N đối xứng với M qua đường thẳng d’ . Khi đó nếu M,N đối xứng nhau qua d’
uuuu
r ur
MN .U = 0 ( 1)
ur
thì điều kiện :
(*) Với H là trung điểm của MN , U là véc tơ chỉ phương của d’ . Ta
( 2)
H ∈ d
uuuu
r
ur
x y+2
có : MN = ( x; y − 2 ) U = ( 3; −1) H = ;
÷.
2 2
3
3x. − ( y − 2 ) .1 = 0
x=−
3xy
=
−
2
3 1
5
⇔
⇒
↔ N = − ; ÷
- Điều kiện (*) ⇔ x
y+2
5 5
x + 3y = 0 y = 1
2 + 3. 2 ÷− 3 = 0
5
uuur
ur
- Đường thẳng (m) =(AN) đi qua N = − ; ÷ và có véc tơ chỉ phương AN = − ; − ÷/ /U = ( 2;11)
5 5
35 35
.
3 1
Do đó (m) :
6
33
3
1
y−
5=
5 = 0 ⇔ 11x − 2 y + 7 = 0 .
2
11
x+
Ví dụ 3 . Cho đường tròn (C ) : x 2 + y 2 − 4x + 2 y + 1 = 0 và đường thẳng d : 2x-y+2=0. Hãy viết
phương trình của đường tròn (C’) là ảnh của (C ) qua phép đối xứng trục d .
Giải
Do tính chất của phép đối xứng trục biến (C ) thành (C’) có cùng bán kính . Cho nên ta chỉ cần tìm
tọa độ tâm I’ của (C’) đối xứng với tâm I của (C ) .
Vậy từ giả thiết ta có tâm I của (C ) có tọa độ : I(2;-1) và R=2 .
ur
- Gọi I’(x;y ) là tâm của (C’)H là trung điểm của II’ , U = ( 1; 2 ) là véc tơ chỉ phương của đường
uur ur
II '.U = 0
thẳng d . Để I’ đối xứng với I qua d thì điều kiện :
H ∈ d
( 1)
(*)
( 2)
uur
ur
x + 2 y −1
II
'
=
x
−
2;
y
+
1
U
= ( 1; 2 ) H =
;
(
)
-Ta có :
÷.
2
2
( x-2 ) .1 + ( y + 1) .2 = 0
x+y = 0
x = 1
⇔
⇒
↔ I ' = ( −3;3)
- Điều kiện (*) ⇔ x + 2 y − 1
2 x − y + 9 = 0 y = −1
2. 2 ÷− 2 ÷+ 2 = 0
- Vậy (C’): ( x + 3) + ( y − 3) = 4 .
2
2
[Tổng hợp các dạng bài tập thường ra đề thi Toán 11 năm học 2017-2018
Page 25