TUYN TP CC BI TP HèNH HC PHNG HAY NHT
( Ti liu ụn thi i hc )
Bi 1. Trong mt phng Oxy cho cỏc im A 1;0 , B 2; 4 , C 1; 4 , D 3;5 v ng
thng d : 3x y 5 0 . Tỡm im M trờn d sao cho hai tam giỏc MAB, MCD cú din tớch
bng nhau.
Gii
- M thuc d thi M(a;3a-5 )
uuu
r
x 1 y
4x 3y 4 0
3
4
uuur
x 1 y 4
CD 4;1 CD 17; CD :
x 4 y 17 0
4
1
4a 3 3a 5 4 13a 19
a 4 3a 5 17 3 11a
, h2
- Tớnh : h1 M , AB
5
5
17
17
- Mt khỏc : AB 3; 4 AB 5, AB :
- Nu din tich 2 tam giỏc bng nhau thỡ :
11
13a 19 3 11a
5. 13a 19
17. 3 11a
a
1
1
AB.h1 CD.h2
12
13a 19 11a 3
2
2
5
17
a 8
11 27
- Vy trờn d cú 2 im : M 1 ; , M 2 8;19
12 12
Bi 2. Cho hỡnh tam giỏc ABC cú din tớch bng 2. Bit A(1;0), B(0;2) v trung im I
ca AC nm trờn ng thng y = x. Tỡm to nh C
Gii
- Nu C nm trờn d : y=x thỡ A(a;a) do ú suy ra C(2a-1;2a).
- Ta cú : d B, d
02
2.
2
1
4
- Theo gi thit : S AC.d B, d 2 AC
2
2
2a 2
2
2a 0
2
1 3
a
2
2
2
8 8a 8a 4 2 a 2 a 1 0
1 3
a
2
1 3 1 3
1 3 1 3
;
,
C
- Vy ta cú 2 im C : C1
2
2
2 ; 2
2
Bi 3. Trong mặt phẳng tọa độ Oxy cho tam giác ABC, với A(1;1) , B( 2; 5)
, đỉnh C nằm trên đờng thẳng x 4 0 , và trọng tâm G của tam giác
nằm trên đờng thẳng 2 x 3 y 6 0 . Tính diện tích tam giác ABC.
Gii
AB 5
uuu
r
- Ta C cú dng : C(4;a) , AB 3; 4
x 1 y 1
4x 3 y 7 0
AB :
3
4
x x x
1 2 4
xG A B C
x
1
G
3
3
- Theo tớnh chỏt trng tõm ;
y y A yB yC
y 1 5 a a 6
G
G
3
3
3
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
�a 6 �
� 6 0 � a 2 .
�3 �
4.4 3.2 7
1
1
15
3 � S ABC AB.d C , AB 5.3
- Vậy M(4;2) và d C , AB
(đvdt)
2
2
2
16 9
- Do G nằm trên : 2x-3y+6=0 , cho nên : � 2.1 3 �
Bài 4.
Trong mÆt ph¼ng täa ®é Oxy cho tam gi¸c ABC, víi
A(2; 1) , B (1; 2) , träng t©m G cña tam gi¸c n»m trªn ®êng th¼ng
x y 2 0 . T×m täa ®é ®Ønh C biÕt diÖn tÝch tam gi¸c ABC b»ng 13,5
.
Giải.
- Ta có : M là trung điểm của AB thì
�3
�
1�
A(2;1)
M � ; �. Gọi C(a;b) , theo tính chất
2 2
�
a3
�
xG
�
�
3
trọng tam tam giác : �
�y b 3
�G
3
M()
G
d:x+y-2=0
C
B(1;-2)
- Do G nằm trên d :
a 3 b3
2 0 � a b 6 1
3
3
uuu
r
3a b 5
x 2 y 1
� 3 x y 5 0 � h C , AB
- Ta có : AB 1;3 � AB :
1
3
10
2a b 5 2a b 5
1
1
13,5
- Từ giả thiết : S ABC AB.h C , AB 10.
2
2
2
10
2a b 5 27
2a b 32
�
�
� 2a b 5 27 � �
��
2a b 5 27
2a b 22
�
�
- Kết hợp với (1) ta có 2 hệ :
�
20
�
b
�
�
�
ab 6
�
a b 6
�
�
�
3
�
�
�
�
�
�
2a b 32
3a 38
38
�
�
�
�38 20 �
�
a
��
��
��
� C1 � ; �
, C2 6;12
�
�
�
3
3
3
ab 6
a b 6
�
�
�
�
�
�
�
�
�
b 12
�
�
2
a
b
22
3
a
18
�
�
�
�
�
�
a 6
�
�
Bài 5. Trong mặt phẳng oxy cho ABC có A(2;1) . Đường cao qua đỉnh B có phương
trình x- 3y - 7 = 0 .Đường trung tuyến qua đỉnh C có phương trình : x + y +1 = 0 . Xác
định tọa độ B và C . Tính diện tích ABC .
Giải
- Đường thẳng (AC) qua A(2;1) và vuông
B
góc với đường cao kẻ qua B , nên có véc tơ
chỉ phương
x+y+1=0
r
�x 2 t
n 1; 3 � AC : �
t �R
�y 1 3t
M
C
A(2;1)
x-3y-7=0
Trang 2
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
�x 2 t
�
- Tọa độ C là giao của (AC) với đường trung tuyến kẻ qua C : � �y 1 3t
�x y 1 0
�
Giải ta được : t=2 và C(4;-5). Vì B nằm trên đường cao kẻ qua B suy ra B(3a+7;a) . M là
�3a 9 a 1 �
;
�.
2 �
� 2
trung điểm của AB � M �
- Mặt khác M nằm trên đường trung tuyến kẻ qua C :
3a 9 a 1
1 0 � a 3 � B 1; 2
2
2
uuu
r
12
x 2 y 1
� 3x y 5 0, h C; AB
- Ta có : AB 1; 3 � AB 10, AB :
1
3
10
1
1
12
6 (đvdt).
- Vậy : S ABC AB.h C , AB 10.
2
2
10
�
Bài 6. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy , cho tam giác ABC biết A(5; 2). Phương
trình đường trung trực cạnh BC, đường trung tuyến CC’ lần lượt là x + y – 6 = 0 và 2x – y +
3 = 0. Tìm tọa độ các đỉnh của tam giác ABC
Giải
�a 5 b 2 �
;
�. M nằm trên
2 �
�2
- Gọi B(a;b) suy ra M �
trung tuyến nên : 2a-b+14=0 (1).
- B,B đối xứng nhau qua đường trung trực cho
�x a t
t �R .
nên : BC : �
�y b t
A(5;2)
2x-y+3=0
M
Từ đó suy ra tọa độ N :
� 6a b
B
t
�
2
�x a t
�
�
� 3a b 6
� �x
�y b t
2
�x y 6 0 �
�
� 6ba
�y
2
�
�3a b 6 6 b a �
� N�
;
. Cho nên ta có tọa độ C(2a-b-6;6-a )
�
2
� 2
�
N
C
x+y-6=0
- Do C nằm trên đường trung tuyến : 5a-2b-9=0 (2)
2a b 14 0
a 37
�
�
��
� B 37;88 , C 20; 31
5a 2b 9 0
b 88
�
�
- Từ (1) và (2) : � �
Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy cho hai đường thẳng : x 3 y 8 0 ,
' :3 x 4 y 10 0 và điểm A(-2 ; 1). Viết phương trình đường tròn có tâm thuộc đường
thẳng , đi qua điểm A và tiếp xúc với đường thẳng ’.
Giải
Bài 7.
�x 2 3t
� I 2 3t ; 2 t
�y 2 t
- Gọi tâm đường tròn là I , do I thuộc : �
- A thuộc đường tròn � IA
3t
2
3 t R (1)
2
Trang 3
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
3 2 3t 4 t 2 10
13t 12
- Đường tròn tiếp xúc với ' �
R�
R . (2)
5
5
13t 12
2
2
2
2
2
� 25 �
13t 12
- Từ (1) và (2) : 3t 3 t
�3t 3 t �
�
5
Bài 8. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy cho đường tròn hai đường tròn
(C ) : x 2 y 2 – 2 x – 2 y 1 0, (C ') : x 2 y 2 4 x – 5 0 cùng đi qua M(1; 0). Viết
phương trình đường thẳng qua M cắt hai đường tròn (C ), (C ') lần lượt tại A, B sao cho
MA= 2MB
Giải
* Cách 1.
r
�x 1 at
�y bt
- Gọi d là đường thẳng qua M có véc tơ chỉ phương u a; b � d : �
- Đường tròn C1 : I1 1;1 , R1 1. C2 : I 2 2;0 , R2 3 , suy ra :
C1 : x 1
2
y 1 1, C2 : x 2 y 2 9
2
2
t 0�M
�
� 2ab
2b 2 �
�
�
A
1
;
- Nếu d cắt C1 tại A : � a b t 2bt 0 � �
2b
� 2
2
2
2 �
t 2
� a b a b �
2
� a b
t 0�M
�
� 6a 2
6ab �
2
2
2
�
�
B
1 2
; 2
- Nếu d cắt C2 tại B : � a b t 6at 0 � �
6a
�
�
2
a b2 �
t 2
� a b
2
� a b
2
2
- Theo giả thiết : MA=2MB � MA 4MB *
2
2
2
2
2
2
2
2
� 6a 2 � � 6ab ��
� 2ab � � 2b � �
- Ta có : � 2 2 � � 2 2 � 4 �
�2
� �
��
a b 2 � �a 2 b 2 ��
�a b � �a b � �
�
�
�
2
2
b 6a � d : 6 x y 6 0
�
4b
36a
� 2
4. 2
� b 2 36a 2 � �
2
2
b 6a � d : 6 x y 6 0
a b
a b
�
* Cách 2.
1
2
- Sử dụng phép vị tự tâm I tỉ số vị tự k= . ( Học sinh tự làm )
Bài 9. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, hãy viết phương trình các cạnh của tam giác
ABC biết trực tâm H (1;0) , chân đường cao hạ từ đỉnh B là K (0; 2) , trung điểm cạnh AB là
M (3;1) .
Giải
- Theo tính chất đường cao : HK vuông góc với AC
cho
nên (AC) qua K(0;2) có véc tơ pháp tuyến
uuur
KH 1; 2 � AC : x 2 y 2 0 � x 2 y 4 0 .
A
K(0;2
- B nằm u
trên
(BH)
qua
H(1;0)
và
có
véc
tơ
chỉ
uur
)
M(3;1) H(1;0)
phương KH 1; 2 � B 1 t ; 2t .
- M(3;1) là trung điểm của AB cho nên A(5-t;2+2t).
- Mặt khác A thuộc (AC) cho nên : 5-t-2(2+2t)+4=0 ,
B
C
suy ra t=1 . Do đó A(4;4),B(2;-2)
- uVì
C thuộc (AC) suy
ra C(2t;2+t) ,
uur
uuur
BC 2t 2; 4 t , HA 3; 4 . Theo tính chất đường cao kẻ từ A :
Trang 4
Chuyên
uuur uuđề
ur : HÌNH HỌC PHẲNG
� HA.BC 0 � 3 2t 2 4 4 t 0 � t 1 . Vậy : C(-2;1).
uuu
r
r
x4 y4
- (AB) qua A(4;4) có véc tơ chỉ phương BA 2;6 // u 1;3 � AB :
1
3
� 3x y 8 0
uuur
- (BC) qua B(2;-2) có véc tơ pháp tuyến HA 3; 4 � BC : 3 x 2 4 y 2 0
� 3x 4 y 2 0 .
Bài 10.
Trong hệ tọa độ Oxy, cho hai đường tròn có phương trình
C1 : x y 2 4 y 5 0 và C2 : x 2 y 2 6 x 8 y 16 0. Lập phương trình tiếp tuyến
2
chung của C1 và C2 .
Giải
- Ta có :
C1 : x 2 y 2
C2 : x 3 y 4 9 � I 2 3; 4 , R2 3
- Nhận xét : I1 I 2 9 4 13 3 3 6 � C1 không cắt C2
- Gọi d : ax+by+c =0 ( a 2 b 2 �0 ) là tiếp tuyến chung , thế thì : d I1 , d R1 , d I 2 , d R2
2
9 � I1 0; 2 , R1 3,
2
2
� 2b c
3 1
� 2
3a 4b c 2b c
2b c
3a 4b c
�
� a b2
��
�
� 2b c 3a 4b c � �
3a 4b c 2b c
a 2 b2
a 2 b2
�
�3a 4b c 3 2
� a 2 b2
�
a 2b
�
2
��
. Mặt khác từ (1) : 2b c 9 a 2 b 2 �
3a 2b 2c 0
�
- Trường hợp : a=2b thay vào (1) :
2b c
2
9 4b 2 b 2
� 2b 3 5c
b
�
4
2
2
2
2
2
� 41b 4bc c 0. 'b 4c 41c 45c � �
� 23 5 c
�
b
�
4
- Do đó ta có hai đường thẳng cần tìm :
2 3 5 x 2 3 5 y 1 0 � 2 2 3 5 x 2 3 5 y 4 0
2
4
2 3 5 x 2 3 5 y 1 0 � 2 2 3 5 x 2 3 5 y 4 0
d :
2
4
d1 :
1
2b 3a
2b
2b 3a
2
- Trường hợp : c
, thay vào (1) :
3 � 2b a a 2 b 2
2
2
2
a b
a
�
b 0, a 2c
b 0 �c
�
�
2
2
2
2
2
� 2b a a b � 3b 4ab 0 � �
� � 4a
�
4
a
a
b
, a 6c
�
b
�c
� 3
� 3
6
- Vậy có 2 đường thẳng : d3 : 2 x 1 0 , d 4 : 6 x 8 y 1 0
Bài 11. Trong hệ tọa độ Oxy, hãy viết phương trình hyperbol (H) dạng chính tắc biết rằng
(H) tiếp xúc với đường thẳng d : x y 2 0 tại điểm A có hoành độ bằng 4.
Giải
Trang 5
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
- Do A thuộc d : A(4;2)
- Giả sử (H) :
x2 y 2
16 4
2 1 * � A � H � 2 2 1 1
2
a
b
a b
- Mặt khác do d tiếp xúc với (H) thì hệ sau có 12 nghiệm bằng nhau :
2
�
�
b 2 a 2 x 2 4a 2 x 4a 2 a 2 b 2 0
�
b 2 x 2 a 2 y 2 a 2b 2
b 2 x 2 a 2 x 2 a 2b 2
�
�
��
��
��
�y x 2
�y x 2
�y x 2
4
2
2
2
2 2
2 2
2 4
4 2
� 'a 4a b a 4a a b 4a b a b a b � a 2b 2 4 b 2 a 2 0 � a 2 b 2 4
�
�
�
16b 2 4a 2 a 2b 2
b 4 8b 2 16 0
b2 4
x2 y 2
�
�
�
H
:
1
- Kết hợp với (1) : � 2 2
�2
�2
8
4
a b2 4
a 8
�a b 4
�
�
Bài 12. Trong mặt phẳng toạ độ Oxy, cho hình chữ nhật ABCD có phương trình đường
thẳng AB: x – 2y + 1 = 0, phương trình đường thẳng BD: x – 7y + 14 = 0, đường thẳng AC
đi qua M(2; 1). Tìm toạ độ các đỉnh của hình chữ nhật
Giải
- Dễ nhận thấy B là giao của BD với
AB cho nên tọa dộ B là nghiệm của
x-2y+1=0
�x 2 y 1 0
�21 13 �
� B� ; �
hệ : �
�5 5 �
�x 7 y 14 0
- Đường thẳng (BC) qua B(7;3) và
vuông góc với (AB) cho nên có véc
tơ chỉ phương:
B
A
I
D
C
x-7y+14=0
M(2;1)
� 21
x t
r
�
� 5
u 1; 2 � BC : �
�y 13 2t
� 5
- Ta có : R AC , BD R BIC 2R ABD 2 2R AB, BD
uu
r uu
r
uu
r
ur
n1.n2
1 14
15
3
- (AB) có n1 1; 2 , (BD) có n2 1; 7 � cos = ur uur
5 50 5 10
10
n1 n2
r
- Gọi (AC) có n a, b � cos AC,BD cos2 =
a-7b
4
�9 �
2 cos 2 1 2 � � 1
10 �
5
�
50 a 2 b 2
- Do đó : � 5 a 7b 4 50 a 2 b 2 � a 7b 32 a 2 b 2 � 31a 2 14ab 17b 2 0
2
17
17
�
a b � AC : x 2 y 1 0 � 17 x 31y 3 0
�
31
31
- Suy ra : �
a b � AC : x 2 y 1 0 � x y 3 0
�
� 21
�x 5 t
�
7
14 5 �
� 13
�
- (AC) cắt (BC) tại C � �y 2t � t � C � ; �
15
�3 3 �
� 5
�x y 3 0
�
�
�x 2 y 1 0
�x 7
��
� A 7; 4
- (AC) cắt (AB) tại A : � �
�x y 3 0
�y 4
Trang 6
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
�x 7 t
�y 4 2t
- (AD) vuông góc với (AB) đồng thời qua A(7;4) suy ra (AD) : �
�x 7 t
7
�
�98 46 �
� t � D� ; �
- (AD) cắt (BD) tại D : �y 4 2t
15
�15 15 �
�x 7 y 14 0
�
- Trường hợp (AC) : 17x-31y-3=0 các em làm tương tự .
Bài 13. Trong mặt phẳng toạ độ Oxy cho tam giác ABC, có điểm A(2; 3), trọng tâm G(2;
0). Hai đỉnh B và C lần lượt nằm trên hai đường thẳng d1: x + y + 5 = 0 và d2: x + 2y – 7 =
0. Viết phương trình đường tròn có tâm C và tiếp xúc với đường thẳng BG
Giải
�x t
, C thuộc d'
�y 5 t
�x 7 2m
cho nên C: �
.
�y m
- B thuộc d suy ra B : �
A(2;3)
x+2y-7=0
G(2;0)
- Theo tính chất trọng tâm :
t 2m 9
mt 2
0
3
3
mt 2
m 1
�
�
��
- Ta có hệ : �
t 2 m 3 �
t 1
�
� xG
2, yG
B
x+y+5=0
C
M
r
- Vậy : B(-1;-4) và C(5;1) . Đường thẳng (BG) qua G(2;0) có véc tơ chỉ phương u 3; 4 ,
20 15 8 13
x2 y
� 4 x 3 y 8 0 � d C; BG
R
3
4
5
5
13
169
2
2
- Vậy đường tròn có tâm C(5;1) và có bán kính R= � C : x 5 y 1
5
25
cho nên (BG):
Bài 14. Tam giác cân ABC có đáy BC nằm trên đường thẳng : 2x – 5y + 1 = 0, cạnh bên
AB nằm trên đường thẳng : 12x – y – 23 = 0 . Viết phương trình đường thẳng AC biết rằng
nó đi qua điểm (3;1)
Giải
2x 5 y 1 0
�
12 x y 23 0
�
- Đường (AB) cắt (BC) tại B �
A
12x-y-23=0
Suy ra : B(2;-1). . (AB) có hệ số góc k=12, đường
thẳng (BC) có hệ số góc k'=
2
, do đó ta có :
5
M(3;1)
H
2
12
B
C
5 2
2x-5y+1=0
tan B
. Gọi (AC) có hệ số góc là m thì
2
1 12.
5
2
m
2 5m
5
ta có : tan C
. Vì tam giác ABC cân tại A cho nên tanB=tanC, hay ta có :
2m
5
2
m
1
5
8
�
2 5m 4m 10
m
�
2 5m
�
2 � 2 5m 2 2 m 5 � �
�
9
�
2 5m 4m 10
5 2m
�
m 12
�
Trang 7
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
9
9
- Trường hợp : m � AC : y x 3 1 � 9 x 8 y 35 0
8
8
- Trường hợp : m=12 suy ra (AC): y=12(x-3)+1 hay (AC): 12x-y-25=0 ( loại vì nó //AB ).
- Vậy (AC) : 9x+8y-35=0 .
Bài 15. Viết phương trình tiếp tuyến chung của hai đường tròn :
(C1) : (x - 5)2 + (y + 12)2 = 225 và (C2) : (x – 1)2 + ( y – 2)2 = 25
Giải : .
- Ta có (C) với tâm I(5;-12) ,R=15. (C') có J(1;2) và R'=5. Gọi d là tiếp tuyến chung có
phương trình : ax+by+c=0 ( a 2 b 2 �0 ).
- Khi đó ta có : h I , d
5a 12b c
a 2b c
5 2
a 2 b2
5a 12b c 3a 6b 3c
�
- Từ (1) và (2) suy ra : 5a 12b c 3 a 2b c � �
5a 12b c 3a 6b 3c
�
a 9b c
�
�
�
. Thay vào (1) : a 2b c 5 a 2 b 2 ta có hai trường hợp :
3
�
2a b c
�
2
2
- Trường hợp : c=a-9b thay vào (1) : 2a 7b 25 a 2 b2 � 21a 2 28ab 24b 2 0
a 2 b2
15 1 , h J , d
� 14 10 7
�
14 10 7 �
175 10 7
a
� d :�
x
y
0
�
�
� 21
�
21
21
�
�
�
Suy ra : �
�
14 10 7
14 10 7 �
175 10 7
�
a
� d :�
x
y
0
�
� 21
�
�
21
21
�
�
�
3
2
- Trường hợp : c 2a b � 1 : 7b 2a 100 a 2 b2 � 96a 2 28ab 51b 2 0 . Vô
2
nghiệm . ( Phù hợp vì : IJ 16 196 212 R R ' 5 15 20 400 . Hai đường tròn
cắt nhau ) .
Bài 16. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, cho đường tròn (C) : x 2 y 2 2x 8y 8 0 .
Viết phương trình đường thẳng song song với đường thẳng d: 3x+y-2=0 và cắt đường tròn
theo một dây cung có độ dài bằng 6.
Giải
- Đường thẳng d' song song với d : 3x+y+m=0
B
3 4 m m 1
5
5
2
�AB �
2
2
- Xét tam giác vuông IHB : IH IB � � 25 9 16
�4 �
- IH là khoảng cách từ I đến d' : IH
Trang 8
H
A
I(-1;4)
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
2
m 19 � d ' : 3 x y 19 0
m 1
�
�
16 � m 1 20 � �
m 21 � d ' : 3 x y 21 0
25
�
Bài 17. Viết phương trình các cạnh của tam
giác ABC biết B(2; -1), đường cao và đường
phân giác trong qua đỉnh A, C lần lượt là : (d1) :
3x – 4y + 27 = 0 và (d2) : x + 2y– 5=0
Giải
- Đường thẳng (BC) qua B(2;-1) và vuông góc
A
K
x+2y-5=0
�x 2 3t
B(2;-1)
với (AH) suy ra (BC): �
, hay :
y
1
4
t
�
r
x 2 y 1
�
� 4 x 3 y 7 0 n 4;3
3
4
�x 2 3t
�
- (BC) cắt (CK) tại C : � �y 1 4t � t 1 � C 1;3
�x 2 y 5 0
�
r
- (AC) qua C(-1;3) có véc tơ pháp tuyến n a; b
H
3x-4y+27=0
Suy ra (AC): a(x+1)+b(y-3)=0 (*). Gọi R KCB R KCA � cos =
- Tương tự : cos =
a+2b
�
a+2b
C
46
10
2
5 16 9 5 5
5
2
2
� a 2b 4 a 2 b 2
5
5 a 2 b2
5 a 2 b2
a 0 � b y 3 0 � y 3 0
�
2
�
� 3a 4ab 0 �
4b
4
�
a
� x 1 y 3 0 � 4 x 3 y 5 0
� 3
3
�
�y 3
�
�
�
�y 3 0
�x 5
�
�
�
3
x
4
y
27
0
�
31 582 �
�
31 � A 5;3 , A �
�
��
;
- (AC) cắt (AH) tại A : �
1
2
�
�
x
�
�
4x 3y 5 0
� 25 25 �
�
�
25
�
�
�
�
�
3 x 4 y 27 0
�
�
�y 582
�
� 25
�
- Lập (AB) qua B(2;-1) và 2 điểm A tìm được ở trên . ( học sinh tự lập ).
Bài 18. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Đềcác vuông góc Oxy , xét tam giác ABC vuông
tại A, phương trình đường thẳng BC là : 3 x – y - 3 = 0, các đỉnh A và B thuộc trục
hoành và bán kính đường tròn nội tiếptam giác ABC bằng 2 . Tìm tọa độ trọng tâm G của
tam giác ABC .
Giải
- Đường thẳng (BC) cắt Ox tại B : Cho y=0 suy ra x=1 , B(1;0) . Gọi A(a;0) thuộc Ox là
đỉnh của góc vuông ( a khác 1 ).. Đường thẳng x=a cắt (BC) tại C : a; 3 a 1 .
2
2
2
- Độ dài các cạnh : AB a 1 , AC 3 a 1 � BC AB AC � BC 2 a 1
- Chu vi tam giác : 2p= a 1 3 a 1 2 a 1 3 3 a 1 � p
3 3 a 1
2
Trang 9
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
S
1
1
3
2
- Ta có : S=pr suy ra p= .(*) Nhưng S= AB. AC a 1 3 a 1
a 1 . Cho nên
r
2
2
2
�
a 3 2 3
1
3
2
3 3 1 a 1
a 1 � a 1 2 3 1 � �
(*) trở thành :
2
4
a 1 2 3
�
- Trọng tâm G :
�
2 3 2 3 1 7 4 3
2a 1
�
�xG
x
G
�
�7 4 3 2 3 6 �
3
�
�
3
3
��
��
� G1 �
� 3 ; 3 �
�
3
a
1
3 22 3
�
�
�y
�
2
3
6
�G
�yG
3
�
3
3
�
�
2 1 2 3 1
2a 1
�
1 4 3
�xG
x
G
�
� 1 4 3 2 3 6 �
3
�
�
3
3
��
��
� G2 �
�
� 3 ;
3 �
3
a
1
3 2 2 3
�
�
�y
�
2 36
G
y
�
�
G
3
�
3
3
�
Bài 19. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy. Cho đường tròn (C) : x 2 y 2 4 x 2 y 1 0
và đường thẳng d : x y 1 0 . Tìm những điểm M thuộc đường thẳng d sao cho từ điểm
M kẻ được đến (C) hai tiếp tuyến hợp với nhau góc 900
Giải
- M thuộc d suy ra M(t;-1-t). . Nếu 2 tiếp tuyến vuông góc
với nhau thì MAIB là hình vuông ( A,B là 2 tiếp điểm ).
Do đó AB=MI= IA 2 =R 2 = 6 2 2 3 .
2 t
- Ta có : MI
2
A
2 t 2t 2 8 2 3
2
- Do đó :
�
t 2 � M 1 2; 2 1
2t 8 12 � t 2 � �
.
�
t
2
�
M
2;
2
1
2
�
2
2
M
x+y+1=0
* Chú ý : Ta còn cách khác
- Gọi d' là đường thẳng qua M có hệ số góc k suy ra d' có
phương trình : y=k(x-t)-t-1, hay : kx-y-kt-t-1=0 (1) .
- Nếu d' là tiếp tuyến của (C) kẻ từ M thì d(I;d')=R �
I(2;1)
2k kt t 2
1 k 2
B
6
2
2
2
2
��
2 t k t 2�
�
� 6 1 k � t 4t 2 k 2 t 2 2 t k t 4t 2 0
2
�
�
t 2 4t 2 �0
�
�
2
2
2
- Từ giả thiết ta có điều kiện : � � ' 4 t t 2 4t t 2 4t 0
�2
�t 4t 2 1
�
�t 2 4t 2
�
t �2 � 6
1
�
�
k1 k2 �
�
�
2
2
2 � k1; k2 � M
- � � ' t 19 t 0 � t � 2 � �
�2
�
k1k2 1
�
t 2
�
Trang 10
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
Bài 20.
Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy. Cho elip (E) : x 2 4 y 2 4 0 .Tìm những
điểm N trên elip (E) sao cho : F1 Nˆ F2 600 ( F1 , F2 là hai tiêu điểm của elip (E) )
Giải
x2
y 2 1 � a 2 4, b 2 1 � c 2 3 � c 3
- (E) :
4
�x02 4 y02 4
�
3
3
�
x0 ; MF2 2
x0 . Xét tam giác F1MF2 theo hệ thức
- Gọi N x0 ; y0 � E � �MF1 2
2
2
�
�F1 F2 2 3
�
hàm số cos : F1F2 MF12 MF22 2MF1MF2 cos600 �
2
2
2
�
�
3 � �
3 � �
3 �
3 �
� 2 3 �
2
x
2
x
2
x
2
�
�
�
�
�
�
0
0
0
� 2
� � 2
� � 2
�
� 2 x0 �
�
�
� �
� �
�
�
�
�
4 2
1
�
x0
y
�
0
�
3
32
1
� 3 2� 9 2
3
3
� 12 8 x02 �
4 x0 �� x0 8 � x02
��
� y02 � �
1
2
9
9
� 4 2
� 4 � 4
�
y0
x0
�
�
� 3
3
�
�4 2 1 � �4 2 1 � �4 2 1 � �4 2 1 �
, N2 �
; �
, N3 �
; �
, N4 �
; �
- Như vậy ta tìm được 4 điểm : N1 �
� 3 ; 3 �
�
�
�
�
�
�
3�
�
� � 3 3� �3
� � 3 3�
Bài 21. Trong mặt phẳng tọa độ Oxy cho điểm A(1;1) và đường thẳng : 2x + 3y + 4 =0
Tìm tọa độ điểm B thuộc đường thẳng sao cho đường thẳng AB và hợp với nhau góc
2
450.
Giải
r
- Gọi d là đường thẳng qua A(1;1) có véc tơ pháp tuyến n a; b thì d có phương trình
uu
r
dạng : a(x-1)+b(y-1)=0 (*). Ta có n 2;3 .
- Theo giả thiết : cos d,
2a 3b
cos450
1
2
� 2 2a 3b 13 a 2 b 2
2
13 a 2 b 2
1
1
�
a b � d : x 1 y 1 0 � x 5 y 4 0
2
2
�
5
5
� 5a 24 ab 5b 0 �
�
a 5b � d : 5 x 1 y 1 0 � 5 x y 6 0
�
- Vậy B là giao của d với cho nên :
5x y 6 0
�x 5 y 4 0
� 32 4 � �
�22 32 �
� B1 �
� B1 �
; �
, B2 : �
� B2 � ; �
2x 3y 4 0
2x 3y 4 0
� 13 13 � �
�13 13 �
�
Bài 22.
Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho cho hai đường thẳng
d 1 : 2 x y 5 0 .
d2: 3x +6y – 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.
d:2x-y+5=0
Giải
- Trước hết lập phương trình 2 đường phân giác
tạo bởi 2 đường thẳng cắt nhau :
Trang 11
d':3x+6y-7=0
P(2;-1)
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
3x 6 y 7
2x y 5
�
� 3 5
9x 3y 8 0
�
5
��
��
3x 6 y 7 2 x y 5
3 x 9 y 22 0
�
�
� 3 5
5
�
- Lập đường thẳng 1 qua P(2;-1) và vuông góc với tiếp tuyến : 9x+3y+8=0 .
� 1 :
x 2 y 1
� x 3y 5 0
9
3
- Lập 2 qua P(2;-1) và vuông góc với : 3x-9y+22=0 � 2 :
Bài 23.
x 2 y 1
� 3x y 5 0
3
9
Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho Hypebol (H) có phương trình:
x2 y2
1. Viết phương trình chính tắc của elip (E) có tiêu điểm trùng với tiêu điểm của
16 9
(H) và ngoại tiếp hình chữ nhật cơ sở của (H).
Giải
2
2
2
- (H) có a 16, b 9 � c 25 � c 5 � F1 5;0 , F2 5;0 . Và hình chữ nhật cơ sở của (H)
có các đỉnh : 4; 3 , 4;3 , 4; 3 , 4;3 .
- Giả sử (E) có :
x2 y 2
1 . Nếu (E) có tiêu điểm trùng với tiêu điểm của (H) thì ta có
a 2 b2
2
2
2
phương trình : c a b 25 1
2
- (E) đi qua các điểm có hoành độ x 2 16 và tung độ y 9 �
- Từ (1) và (2) suy ra : a 2 40, b 2 15 � E :
Bài 24.
16 9
1 2
a2 b2
x2 y2
1
40 15
Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, cho đường tròn (C) có phương trình:
x 2 y 2 4 3x 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
Giải
- (C) có I( 2 3;0 ), R= 4 . Gọi J là tâm đường tròn cần tìm :
J(a;b) � C ' : x a y b 4
2
2
y
-Do (C) và (') tiếp xúc ngoài với nhau cho nên khoảng cách
IJ =R+R' �
a 2 3
2
b 2 4 2 6 � a 2 4 3a b 2 28
I(-2;0)
- Vì A(0;2) là tiếp điểm cho nên : 0 a 2 b 4 2
2
A(0;2
)
2
�a 2 3 2 b 2 36
�
a 2 4 3a b 2 24
�
�
�
- Do đó ta có hệ : �
�2
2
2
a 4b b 2 0
�
�
a
2
b
4
�
2
- Giải hệ tìm được : b=3 và a= 3 � C ' : x 3 y 3 4 .
2
* Chú ý : Ta có cách giải khác .
- Gọi H là hình chiếu vuông góc của J trên Ox suy ra OH bằng a và JH bằng b
Trang 12
x
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
- Xét các tam giác đồng dạng : IOA và IHJ suy ra :
IA IO OA
4
2 3
2
�
IJ IH HJ
6 a2 3 b
- Từ tỷ số trên ta tìm được : b=3 và a= 3 .
Bài 25. Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, cho hình chữ nhật ABCD có cạnh AB: x -2y
-1 =0, đường chéo BD: x- 7y +14 = 0 và đường chéo AC đi qua điểm M(2;1). Tìm toạ độ
các đỉnh của hình chữ nhật
Giải
- Hình vẽ : ( Như bài 12 ).
�x 2 y 1 0
� B 7;3 .
�x 7 y 14 0
- Tìm tọa độ B là nghiệm của hệ : �
uuur
�x 7 t
�y 3 2t
- Đường thẳng (BC) qua B(7;3) và AB � uBC 1; 2 � BC : �
1
� 2 x y 17 0 � k BC . Mặt khác : k BD
2
1 1
1
1
1
, k AB � tan 7 2
11 3
7
2
1
72
1
2
7 7 k 1 2 tan 3 3
- Gọi (AC) có hệ số góc là k � tan 2
k
7 k 1 tan 2 1 1 4
1
7
9
k
17
�
28k 4 3k 21 �
k
�
�
31
- Do đó : 4 7k 1 3 k 7 � �
�
28k 4 3k 21
�
k 1
�
- Trường hợp : k=1 suy ra (AC) : y=(x-2)+1 , hay : x-y-1=0 .
�x 7 t
�
- C là giao của (BC) với (AC) : � �y 3 2t � t 1, C 6;5
�x y 1 0
�
�x 7 t
�
� t 0, A 1;0
- A là giao của (AC) với (AB) : � �y 3 2t
�x 2 y 1 0
�
- (AD) //(BC) suy ra (AD) có dạng : 2x+y+m=0 (*) , do qua A(1;0) : m= -2 . Cho nên (AD)
có phương trình : 2x+y-2=0 .
2x y 2 0
�
� D 0; 2
�x 7 y 14 0
- D là giao của (AD) với (BD) : �
- Trường hợp : k=-
17
cách giải tương tự ( Học sinh tự làm ).
31
Bài 26. Trong mp (Oxy) cho đường thẳng () có phương trình: x – 2y – 2 = 0 và hai
điểm A (-1;2); B (3;4). Tìm điểm M () sao cho 2MA 2 + MB 2 có giá trị nhỏ nhất
Giải
- M thuộc suy ra M(2t+2;t )
Trang 13
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
2
2
- Ta có : MA2 2t 3 t 2 5t 2 8t 13 � 2MA2 10t 2 16t 26
Tương tự : MB 2 2t 1 t 4 5t 2 12t 17
2
2
2
- Do dó : f(t)= 15t 4t 43 � f ' t 30t 4 0 � t
f(t) =
2
. Lập bảng biến thiên suy ra min
15
2
641
�26 2 �
đạt được tại t � M � ; �
15
15
�15 15 �
Bài 27. Cho đường tròn (C): x2 + y2 – 2x – 6y + 6 = 0 và điểm M (2;4)
Viết phương trình đường thẳng đi qua M cắt đường tròn tại 2 điểm A và B, sao cho M là
trung điểm của AB
Giải
- Đường tròn (C) : x 1 y 3 4 � I 1;3 , R 2, PM /( C ) 1 1 4 2 0 � M nằm
2
2
trong hình tròn (C) .
r
�x 2 at
�y 4 bt
- Gọi d là đường thẳng qua M(2;4) có véc tơ chỉ phương u a; b � d : �
2
2
2
- Nếu d cắt (C) tại A,B thì : at 1 bt 1 4 � a b t 2 a b t 2 0 1 ( có 2
2
2
nghiệm t ) . Vì vậy điều kiện : ' a b 2 a 2 b 2 3a 2 2ab 3b 2 0 *
2
- Gọi A 2 at1 ; 4 bt1 , B 2 at2 ; 4 bt2 � M là trung điểm AB thì ta có hệ :
�
4 a t1 t2 4
�
a t1 t2 0
�
�
��
��
� t1 t2 0 . Thay vào (1) khi áp dụng vi ét ta được :
8 b t1 t 2 8
b t1 t2 0
�
�
� t1 t2
Bài 28.
2 a b
x2 y4
0 � a b 0 � a b � d :
� d : x y6 0
2
2
a b
1
1
Viết phương trình các tiếp tuyến của e líp (E):
x2 y 2
1 , biết tiếp tuyến đi qua
16 9
điểmA(4;3)
Giải
r
- Giả sử đường thẳng d có véc tơ pháp tuyến n a; b qua A(4;3) thì d có phương trình
là :a(x-4)+b(y-3)=0 (*) , hay : ax+by-4a-3b (1) .
- Để d là tiếp tuyến của (E) thì điều kiện cần và đủ là : a 2 .16 b 2 .9 4a 3b
2
a 0 � d : y 3 0
�
� 16a 2 9b 2 16a 2 24ab 9b 2 � 24ab 0 � �
b 0 � d : x4 0
�
Bài 29. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho đường tròn (C): x2 + y2 - 2x - 2my + m2 24 = 0 có tâm I và đường thẳng : mx + 4y = 0. Tìm m biết đường thẳng cắt đường tròn
(C) tại hai điểm phân biệt A,B thỏa mãn diện tích tam giác IAB bằng 12.
Giải
- (C) : x 1 y m 25
2
Trang 14
2
� I (1; m), R 5 .
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
m
�
�y 4 x
�
- Nếu d : mx +4y=0 cắt (C) tại 2 điểm A,B thì �� 2
�4 m2 �
m 16 �2
2
�
�
�x 2 �
�x m 24 0 1
�
� 16 �
� 4 �
�
�
�
- Điều kiện : ' m 2 25 0 � m �R . Khi đó gọi A �x1 ;
� AB
x2 x1
2
m2
2
x2 x1 x2 x1
16
m 4m
- Khoảng cách từ I đến d =
- Từ giả thiết : S
� 5m
m 2 16
m � �
m �
x1 �
, B �x2 ; x2 �
4 � �
4 �
m 2 16
m2 25
8
4
m 2 16
5m
m 2 16
5m
1
1
m 2 25
m 2 25
AB.d .8
.
4 5m
12
2
2
m 2 16
m 2 16 m 2 16
2
m2 25
3 � 25m 2 m 2 25 9 m 2 16
2
m 16
- Ta có một phương trình trùng phương , học sinh giải tiếp .
Bài 30. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho tam giác ABC có phương trình cạnh AB:
x - y - 2 = 0, phương trình cạnh AC: x + 2y - 5 = 0. Biết trọng tâm của tam giác G(3; 2).
Viết phương trình cạnh BC
Giải
�x y 2 0
� A 3;1
�x 2 y 5 0
- (AB) cắt (AC) tại A : � �
- B nằm trên (AB) suy ra B(t; t-2 ), C nằm trên (AC) suy ra C(5-2m;m)
t 2m 8
�
xG
3
�
�
m 2 � C 1;2
t 2m 1 �
�
�
3
��
��
- Theo tính chất trọng tâm : �
tm 7
t 5 � B 5;3
�
�y t m 1 2
�
G
�
3
Bài 31. Viết phương trình đường tròn đi qua hai điểm A(2; 5), B(4;1) và tiếp xúc với
đường thẳng có phương trình 3x – y + 9 = 0.
Giải
- Gọi M là trung điểm AB suy ra M(3;3 ) . d' là đường trung trực của AB thì d' có phương
trình : 1.(x-3)-2(y-3)=0 , hay : x-2y+3=0 .
- Tâm I của (C) nằm trên đường thẳng d' cho nên I(2t-3;t) (*)
- Nếu (C) tiếp xúc với d thì h I , d R �
3 2t 3 t 9
10
- Mặt khác : R=IA=
5 2t
2
5 t . (2) .
- Thay (2) vào (1) :
5 2t
2
5t
5t
10
10
t R . (1)
2
2
2
10
t � 4 5t 2 30t 50 10t 2
2
Trang 15
Chuyờn : HèNH HC PHNG
t 6 34
t 2 12t 2 0
. Thay cỏc giỏ tr t vo (*) v (1) ta tỡm c ta tõm I v
t 6 34
bỏn kớnh R ca (C) .
* Chỳ ý : Ta cú th s dng phng trỡnh (C) : x 2 y 2 2ax 2by c 0 ( cú 3 n a,b,c)
- Cho qua A,B ta to ra 2 phng trỡnh . Cũn phng trỡnh th 3 s dng iu kin tip xỳc
ca (C) v d : khong cỏch t tõm ti d bng bỏn kớnh R .
Bi 32. Cho ng trũn (C): x2 + y2 2x + 4y + 2 =
0.
A
Vit phng trỡnh ng trũn (C') tõm M(5, 1) bit (C')
ct (C) ti cỏc im A, B sao cho AB 3 .
H
I
M
Gii
- ng trũn (C) :
2
2
B
x 1 y 2 3 I 1; 2 , R 3 .
- Gi H l giao ca AB vi (IM). Do ng trũn (C')
tõm M cú bỏn kớnh R' = MA . Nu AB= 3 IA R , thỡ tam giỏc IAB l tam giỏc u , cho
3 7
3. 3 3
( ng cao tam giỏc u ) . Mt khỏc : IM=5 suy ra HM= 5 .
2 2
2
2
2
AB
49 3
13 R '2
- Trong tam giỏc vuụng HAM ta cú MA2 IH 2
4
4 4
2
2
- Vy (C') : x 5 y 1 13 .
nờn IH=
Bi 33. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy cho đờng tròn (C) có phơng trình (x-1)2 + (y+2)2 = 9 và đờng thẳng d: x + y + m = 0. Tìm m
để trên đờng thẳng d có duy nhất một điểm A mà từ đó kẻ đợc hai
tiếp tuyến AB, AC tới đờng tròn (C) (B, C là hai tiếp điểm) sao cho tam
giác ABC vuông.
Gii
- (C) cú I(1;-2) v bỏn kớnh R=3 . Nu tam giỏc ABC
vuụng gúc ti A ( cú ngha l t A k c 2 tip tuyn
ti (C) v 2 tip tuyn vuụng gúc vi nhau ) khi ú
x+y+m=0
ABIC l hỡnh vuụng . Theo tớnh cht hỡnh vuụng ta cú
B
IA= IB 2 (1) .
- Nu A nm trờn d thỡ A( t;-m-t ) suy ra :
IA
t 1
t 1
2
2
t 2 m . Thay vo (1) :
2
t 2 m 3 2
A
I(1;-2)
2
2t 2 2 m 1 t m2 4m 13 0 (2). trờn d cú
C
ỳng 1 im A thỡ (2) cú ỳng 1 nghim t , t ú ta cú
2
iu kin : m 2 10m 25 0 m 5 0 m 5 .Khi ú (2) cú nghim kộp l :
t1 t2 t0
m 1 5 1
3 A 3;8
2
2
Bi 34. Trong mt phng to Oxy cho hai ng thng (d1) : 4x - 3y - 12 = 0 v (d2):
4x + 3y - 12 = 0. Tỡm to tõm v bỏn kớnh ng trũn ni tip tam giỏc cú 3 cnh nm
trờn (d1), (d2), trc Oy.
Trang 16
Chuyờn : HèNH HC PHNG
Gii
4 x 3 y 12 0
A 3;0 Ox
4 x 3 y 12 0
- Vỡ (BC) thuc Oy cho nờn gi B l giao ca d1 vi Oy : cho x=0 suy ra y=-4 , B(0;-4) v
C l giao ca d 2 vi Oy : C(0;4 ) . Chng t B,C i xng nhau qua Ox , mt khỏc A nm
- Gi A l giao ca d1 , d 2 A :
trờn Ox vỡ vy tam giỏc ABC l tam giỏc cõn nh A . Do ú tõm I ng trũn ni tip tam
giỏc thuc Ox suy ra I(a;0).
IA AC 5
IA IO 5 4
OA 9
IO AO 4
IO
4
IO 4
4OA 4.3 4
4
IO
. Cú ngha l I( ;0 )
9
9
3
3
1
1
15 1 AB BC CA 1 5 8 5
18 6
r .
- Tớnh r bng cỏch : S BC.OA .5.3
2
2
2 2
r
2
r
15 5
- Theo tớnh cht phõn giỏc trong :
Bi 35.
Trong mt phng to Oxy cho im C(2;-5 ) v ng thng :
: 3x 4 y 4 0 . Tỡm trờn hai im A v B i xng nhau qua I(2;5/2) sao cho din tớch
tam giỏc ABC bng15
Gii
- Nhn xột I thuc , suy ra A thuc : A(4t;1+3t) . Nu B i xng vi A qua I thỡ B cú
ta B(4-4t;4+3t) AB 16 1 2t 9 1 2t 5 1 2t
2
2
6 20 4
6
5
t 0 A 0;1 , B 4; 4
1
1
- T gi thit : S AB.h 5. 1 2t .6 15 1 2t 1
2
2
t 1 A 4; 4 , B 0;1
- Khong cỏch t C(2;-5) n bng chiu cao ca tam giỏc ABC :
Bi 36.
Trong mt phng vi h to Oxy cho elớp ( E ) :
x2 y2
1 v hai im A(3;9
4
2) , B(-3;2) Tỡm trờn (E) im C cú honh v tung dng sao cho tam giỏc ABC cú
din tớch ln nht.
Gii
- A,B cú honh l honh ca 2 nh ca 2 bỏn trc ln ca (E) , chỳng nm trờn
ng thng y-2=0 . C cú honh v tung dng thỡ C nm trờn cung phn t th nht
- Tam giỏc ABC cú AB=6 c nh . Vỡ th tam giỏc cú din tớch ln nht khi khong cỏch t
C n AB ln nht .
- D nhn thy C trựng vi nh ca bỏn trc ln (3;0)
Bi 37.
Trong mặt phẳng Oxy cho tam giác ABC biết A(2; - 3), B(3; - 2),
có diện tích bằng
3
và trọng tâm thuộc đờng thẳng : 3x y 8 = 0.
2
Tìm tọa độ đỉnh C.
Gii
r uuu
r
- Do G thuc suy ra G(t;3t-8). (AB) qua A(2;-3) cú vộc t ch phng u AB 1;1 , cho
nờn (AB) :
x2 y3
5 5
x y 5 0 . Gi M l trung im ca AB : M ; .
1
1
2 2
Trang 17
Chuyờn : HèNH HC PHNG
uuuu
r 5
5
11
5
- Ta cú : GM t ; 3t 8 t; 3t . Gi s C x0 ; y0 , theo tớnh cht trng tõm
2
2
2
2
5
x0 t 2 t
uuur
uuuu
r
x0 5 2t
2
C 2t 5;9t 19 1
ta cú : GC 2GM
y
9
t
19
11
0
y 3t 8 2
0
3t
2
3 2t 5 9t 19 8 4 3t
- Ngoi ra ta cũn cú : AB= 2 , h C ,
10
10
4 3t 3
1
1
2
2 4 3t 3 10
- Theo gi thit : S AB.h C ,
2
2
2
10
43 5
76 5
t
C
;
7
9
5
3
3
2
2
2 4 3t 90 9t 24t 29 0
6 5 7
43 5
t
C
;9
5
7
3
3
Bi 38.
Trong mặt phẳng Oxy cho elip (E):
x2 y 2
1 và đờng thẳng
4
3
:3x + 4y =12. Từ điểm M bất kì trên kẻ tới (E) các tiếp tuyến MA, MB.
Chứng minh rằng đờng thẳng AB luôn đi qua một điểm cố định
Gii
1
Trong mt phng ta Oxy cho hỡnh ch nht ABCD cú tõm I ( ;0)
2
ng thng AB cú phng trỡnh: x 2y + 2 = 0, AB = 2AD v honh im A õm. Tỡm
ta cỏc nh ca hỡnh ch nht ú
Gii
- Do A thuc (AB) suy ra A(2t-2;t) ( do A cú honh õm cho nờn t<1)
- Do ABCD l hỡnh ch nht suy ra C i xng vi A qua I : C 3 2t; t .
Bi 39.
1
x t
- Gi d' l ng thng qua I v vuụng gúc vi (AB), ct (AB) ti H thỡ : d ' : 2 , v
y 2t
H cú ta l H 0;1 . Mt khỏc B i xng vi A qua H suy ra B 2 2t ; 2 t .
2 2t
- T gi thit : AB=2AD suy ra AH=AD , hay AH=2IH
2
1 t 2 1
t 1 1
t0
5
2
5t 2 10t 5 4. t 1 1
t 1 1
t 2 1
4
- Vy khi t =
1
A 2;0 , B 2; 2 , C 3;0 , D 1; 2 .
2
* Chỳ ý : Ta cũn cú cỏch gii khỏc nhanh hn
1
02
5 , suy ra AD=2 h(I,AB)=
- Tớnh h I ; AB 2
2
5
Trang 18
5
2
1
4
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
2
2
5
AB
2 AD
5
25
2
2
2
- Mặt khác : IA IH
IH
IH 2 AD 2 5
� IA=IB =
2
4
4
4
4
-Do đó A,B là giao của (C) tâm I bán kính IA cắt (AB) . Vậy A,B có tọa độ là nghiệm của
�x 2 y 2 0
�
2
2
hệ : �� 1 �
�5 �� A 2;0 , B 2; 2 (Do A có hoành độ âm
2
�x � y � �
�
� 2�
�2 �
�
- Theo tính chất hình chữ nhật suy ra tọa độ của các đỉnh còn lại : C(3;0) và D(-1;-2)
Bài 40. Trong mặt phẳng Oxy cho tam giác ABC với A(1; -2), đường cao
CH : x y 1 0 , phân giác trong BN : 2 x y 5 0 .Tìm toạ độ các đỉnh B,C và tính diện
tích tam giác ABC
Giải
- Đường (AB) qua A(1;-2) và vuông góc với
�x 1 t
.
�y 2 t
C
(CH) suy ra (AB): �
�x 1 t
�
� t 5
- (AB) cắt (BN) tại B: � �y 2 t
�
2x y 5 0
�
Do đó B(-4;3).Ta có :
k AB 1, k BN 2 � tan
2x+y+5=0
N
B
1 2 1
1 2
3
H
A(1;-2)
x-y+1=0
- Gọi A' đối xứng với A qua phân giác (BN) thì
�x 1 2t
�y 2 t
A' nằm trên (AB). Khi đó A' nằm trên d vuông góc với (BN) � d : �
�x 1 2t
�
� t 1 � H 1; 3 .
- d cắt (BN) tại H : � H : �y 2 t
�
2x y 5 0
�
r
- A' đối xứng với A qua H suy ra A'(-3;-4) . (BC) qua B,A' suy ra : u 1; 7
�x 4 t
�x 4 t
3
�
� 13 9 �
� BC : �
. (BC) cắt (CH) tại C: � �y 3 7t � t � C � ; �
4
� 4 4�
�y 3 7t
�x y 1 0
�
- Tính diện tích tam giác ABC :
�AB 2 5
1
1
9
9 10
�
- Ta có : �
9 � S ABC AB.h(C , AB ) .2 5
2
2
4
h C , AB
2 2
�
2 2
�
Bài 41. Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho hình chữ nhật ABCD, có diện tích
bằng 12, tâm I là giao điểm của đường thẳng d1 : x y 3 0 và d2 : x y 6 0 . Trung
điểm của một cạnh là giao điểm của d1 với trục Ox. Tìm toạ độ các đỉnh của hình chữ nhật
Giải
�x y 3 0
�9 3 �
� I � ; �. Gọi M là trung điểm của AD thì
�2 2 �
�x y 6 0
- Theo giả thiết , tọa độ tâm I � �
M có tọa độ là giao của : x-y-3=0 với Ox suy ra M(3;0). Nhận xét rằng
: IM // AB và DC ,
r
nói một cách khác AB và CD nằm trên 2 đường thẳng // với d1 ( có n 1; 1 .
Trang 19
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
�x 3 t
. Giả sử A 3 t; t (1), thì
�y t
-A,D nằm trên đường thẳng d vuông góc với d1 � d : �
do D đối xứng với A qua M suy ra D(3-t;t) (2) .
- C đối xứng với A qua I cho nên C(6-t;3+t) (3) . B đối xứng với D qua I suy ra B( 12+t;3-t).
(4)
- Gọi J là trung điểm của BC thì J đối xứng với M qua I cho nên J(6;3). Do đó ta có kết quả
là : : MJ AB AD 3 2 . Khoảng cách từ A tới d1 : h A, d1
2t
2
� S ABCD 2h A, d1 .MJ
t 1
�
3 2 12 t 12 � �
. Thay các giá trị của t vào (1),(2),(3),(4) ta tìm
t 1
2
�
�
t 1 � A 3;1 , D 4; 1 , C 7; 2 , B 11; 4
được các đỉnh của hình chữ nhật : � �
t 1 � A 4; 1 , D 2;1 , C 5; 4 , B 13; 2
�
� S ABCD 2
2t
x 2 y2
1
Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho hypebol (H): 2 3
và điểm M(2;
Bài 42.
1). Viết phương trình đường thẳng d đi qua M, biết rằng đường thẳng đó cắt (H) tại hai
điểm A, B mà M là trung điểm của AB
Giải
r
�x 2 at
�y 1 bt
- Giải sử d có véc tơ chỉ phương u a; b , qua M(2;1) � d : �
�
�x 2 at
2
2
�
2 at
1 bt
�
1
- d cắt (H) tại 2 điểm A,B thì A,B có tọa độ : � �y 1 bt �
2
3
�x 2 y 2
�
1
�2
3
� 3 2 at 2 2 bt 6 � 3a 2 2b 2 t 2 4 3a b t 4 0(1)
2
2
�
3a 2 2b 2 �0
�
- Điều kiện : � �
(*). Khi đó A 2 at1 ;1 bt1 , và tọa độ của
2
' 4 3a b 4 3a 2 2b 2 0
�
B : B 2 at2 ;1 bt 2 , suy ra nếu M là trung điểm của AB thì : 4+a t1 t2 4 � t1 t2 0
4
4
2
� t1 t2 t22 2
� t2 �
2
3
3a 2b
2b 3a
2b 2 3a 3
4 b 3a
x 2 y 1
x 2 y 1
0 � b 3a � d :
�
- Áp dụng vi ét cho (1) : t1 t2 2
2
3a 2b
a
b
a
3a
- Kết hợp với t1t2
2
- Vậy d : 3(x-2)=(y-1) hay d : 3x-y-5=0 .
Bài 43. Trong mặt phẳng Oxy , cho đường thẳng có phương trình x+2y-3=0 và hai
uuur uuur
điểm A(1;0),B(3;-4). Hãy tìm trên đường thẳng một điểm M sao cho : MA 3MB là nhỏ
nhất
Giải
uuur
uuur
- D M � � M 3 2t ; t có nên ta có : MA 2t 2; t ,3MB 6t; 3t 12 . Suy ra tọa độ
uuur
uuur
uuur
uuur
của MA 3MB 8t; 4t 14 � MA 3MB
Trang 20
8t
2
4t 14 .
2
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
- Vậy : f(t) =
8t
2
4t 14 80t 2 112t 196 . Xét g(t)= 80t 2 112t 196 , tính đạo hàm
2
� 51 � 15.169
g�
�
196
� 80 � 80
uuur uuur
51
� 131 51 �
; �
- Vậy min MA 3MB 196 14 , đạt được khi t=
và M �
80
� 40 80 �
2
2
Bài 44. Trong mặt phẳng Oxy , cho hai đường tròn : C1 : x y 13 và
g'(t)= 160t+112. g'(t)=0 khi t
112
51
�
80
80
C2 : x 6 y 2 25 cắt nhau tại A(2;3).Viết phương trình đường thẳng đi qua A và cắt
C1 , C2 theo hai dây cung có độ dài bằng nhau
2
Giải
- Từ giả thiết : C1 : I 0;0 , R 13. C2 ; J 6;0 , R ' 5
r
�x 2 at
�y 3 bt
- Gọi đường thẳng d qua A(2;3) có véc tơ chỉ phương u a; b � d : �
�x 2 at
2a 3b
�
a 2 b 2 t 2 2 2a 3b t �
- d cắt C1 tại A, B : � �y 3 bt � �
�
� 0 � t a 2 b 2
�x 2 y 2 13
�
�b 2b 3a a 3a 2b �
� B� 2
;
�. Tương tự d cắt C2 tại A,C thì tọa độ của A,C là nghiệm của
2
a 2 b2 �
� a b
�x 2 at
�
2 4a 3b
�
10a 2 6ab 2b 2 3a 2 8ab 3b 2 �
�
�
y
3
bt
�
t
�
C
;
hệ :
�
�
�
2
2
2
2
a
b
a
b
a 2 b2
�
�
�
2
2
x 6 y 25
�
- Nếu 2 dây cung bằng nhau thì A là trung điểm của A,C . Từ đó ta có phương trình :
�
�x 2
a 0 �; d : �
�
2b 3ab 10a 6ab 2b 4 � 6a 2 9ab 0 � �
�y 3 t
�
2
2
2
2
� 3
r �3
a b
a b
� ur
a b � u � b; b �
// u ' 3; 2
�
�2
�
� 2
�x 2 3t
Suy ra : � d : �
. Vậy có 2 đường thẳng : d: x-2=0 và d': 2x-3y+5=0
�y 3 2t
2
2
2
Bài 45. Trong mặt phẳng Oxy , cho tam giác ABC biết A(3;0), đường cao từ đỉnh B có
phương trình x+y+1=0 trung tuyến từ đỉnh C có phương trình : 2x-y-2=0 . Viết phường
trình đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC
Giải
- Đường thẳng d qua A(3;0) và vuông
góc với
r
(BH) cho nên có véc tơ chỉ phương u 1;1
B
2x-y-2=0
K
�x 3 t
. Đường thẳng d cắt (CK)
�y t
do đó d : �
�x 3 t
�
� t 4 � C 1; 4
tại C : �y t
�
2x y 2 0
�
- Vì K thuộc (CK) : K(t;2t-2) và K là trung
điểm của AB cho nên B đối xứng với A qua K
C
H
A(3;0)
x+y+1=0
Trang 21
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
suy ra B(2t-3;4t-4) . Mặt khác K lại thuộc (BH) cho nên : (2t-3)+(4t-4)+1=0 suy ra t=1 và
2
2
2
2
2
tạo độ B(-1;0) . Gọi (C) : x y 2ax 2by c 0 a b c R 0 là đường tròn ngoại
� 1
a
�
9 6a c 0
�
2
�
�
4
4
a
c
0
�
b
0
tiếp tam giác ABC . Cho (C) qua lần lượt A,B,C ta được hệ : �
�
�
5 2a 8b c 0 �
c 6
�
�
�
2
25
� 1�
- Vậy (C) : �x � y 2
4
� 2�
Bài 46.
Trong mặt phẳng Oxy , cho tam giác ABC biết A(1;-1) ,B(2;1), diện tích bằng
11
2
và trọng tâm G thuộc đường thẳng d : 3x+y-4=0 . Tìm tọa độ đỉnh C ?
Giải
- Nếu G thuộc d thì G(t;4-3t). Gọi C( x0 ; y0 ) . Theo
A(1;-1)
� 1 2 x0
t
�
�x0 3t 3
�
3
��
tính chất trọng tâm : �
y
�y0 12 9t
�
4 3t 0
�
3
Do đó C(3t-3;12-9t).
-Ta có :
3x+y-4=0
G
B(2;1)
C
x 1 y 1
�
uuu
r
( AB) :
� 2x y 3 0
�
1
2
AB 1; 2 � �
�AB 1 22 5
�
2 3t 3 12 9t 3 15t 21
1
- h(C,AB)=
. Do đó : S ABC AB.h C , AB �
2
5
5
� 32
17 26 �
�
� 32
t
�
C
; �
t
�
�
� 15
15t 21 15t 21 11
1
15
5
5 �
�
S
5
� 15t 21 11 � �
��
20
2
2
2
5
� 4
�
t
t � C 1;0
�
�
� 15
� 3
Bài 47. Trong mặt phẳng Oxy , cho hình vuông có đỉnh (-4;5) và một đường chéo có
phương trình : 7x-y+8=0 . Viết phương trình chính tắc các cạnh hình vuông
Giải
- Gọi A(-4;8) thì đường chéo (BD): 7x-y+8=0. Giả sử B(t;7t+8) thuộc (BD).
- Đường chéo (AC) qua A(-4;8) và vuông góc với (BD) cho nên có véc tơ chỉ phương
r
�x 4 7t
x4 y 5
u 7; 1 � AC : �
�
� x 7 y 39 0 . Gọi I là giao của (AC) và
7
1
�y 5 t
�x 4 7t
1
�
�1 9�
� t � I � ; �� C 3; 4
(BD) thì tọa độ của I là nghiệm của hệ : �y 5 t
2
� 2 2�
�
7x y 8 0
�
uuu
r
uuur
- Từ B(t;7t+8) suy ra : BA t 4;7t 3 , BC t 3;7t 4 . Để là hình vuông thì BA=BC :
t 0
�
t 1
�
2
Và BAvuông góc với BC � t 4 t 3 7t 3 7t 4 0 � 50t 50t 0 � �
Trang 22
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
�
t 0 � B 0;8
�
B 0;8 � D 1;1
��
. Tìm tọa độ của D đối xứng với B qua I � �
t 1 � B 1;1
B 1;1 � D 0;8
�
�
uuur
x 4 y 5
- Từ đó : (AB) qua A(-4;5) có u AB 4;3 � AB :
4
3
uuur
x4 y5
(AD) qua A(-4;5) có u AD 3; 4 � AB :
3
4
uuur
x y 8
(BC) qua B(0;8) có u BC 3; 4 � BC :
3
4
uuur
x 1 y 1
(DC) qua D(-1;1) có uDC 4;3 � DC :
4
3
* Chú ý : Ta còn cách giải khác
- (BD) : y 7 x 8 , (AC) có hệ số góc k
1
x 31
và qua A(-4;5) suy ra (AC): y .
7
7 7
�x A xC 2 xI
�y y 2 y
A
C
I
�
�
-Gọi I là tâm hình vuông : � �yI 7 xI 8 � C 3; 4
�
�y xC 31
�C
7 7
r
r
rr r r
0
- Gọi (AD) có véc tơ chỉ phương u a; b , BD : v 1;7 � a 7b uv u v cos45
3
3
3
� AD : y x 4 5 x 8
4
4
4
4
4
1
3
3
7
Tương tự : AB : y x 4 5 x , BC : y x 3 4 x và đường thẳng
3
3
3
4
4
4
4
4
(DC): y x 3 4 x 8
3
3
� a 7b 5 a 2 b 2 . Chọn a=1, suy ra b
Bài 48.
Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho điểm E(-1;0) và đường tròn
( C ): x2 + y2 – 8x – 4y – 16 = 0.
Viết phương trình đường thẳng đi qua điểm E cắt ( C ) theo dây cung MN có độ dài ngắn
nhất.
Giải
2
2
- C : x 4 y 2 36 � I 4; 2 , R 6
- Nhận xét : P/(M,C)=1+8-16=-7<0 suy ra E nằm trong (C)
r
�x 1 at
u
- Gọi d là đường thẳng qua E(-1;0) có véc tơ chỉ phương a; b � d : �
�y bt
- Đường thẳng d cắt (C) tại 2 điểm M,N có tọa độ là nghiệm của hệ :
�x 1 at
�
�
� �y bt
� a 2 b 2 t 2 2 5a 2b t 7 0 . (1)
�
2
2
x 4 y 2 36
�
- Gọi M(-1+at;bt),N( -1+at';bt') với t và t' là 2 nghiệm của (1). Khi đó độ dài của dây cung
MN a 2 t t ' b2 t t ' t t ' a 2 b 2
2
2
2 '
2 18a 2 20ab 11b2
2
2
a
b
a 2 b2
a 2 b2
Trang 23
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
2
�b � �b �
18 20 � � 11� �
2
�a � �a � � 2 18 20t 11t
- �2
2
1 t2
�b �
1 � �
�a �
18 20t 11t 2
� b�
t
.
Xét
hàm
số
f(t)=
�
�
1 t2
� a�
- Tính đạo hàm f'(t) cho bằng 0 , lập bảng biến thiên suy ra GTLN của t , từ đó suy ra t ( tức
là suy ra tỷ số a/b ) ). Tuy nhiên cách này dài
* Chú ý : Ta sử dụng tính chất dây cung ở lớp 9 : Khoảng cách từ tâm đến dây cung càng
nhỏ thì dây cung càng lớn
- Gọi H là hình chiếu vuông góc của I trên đường thẳng d bất kỳ qua E(-1;0). Xét tam giác
2
vuông HIE ( I là đỉnh ) ta luôn có : IH 2 �
IE
HE 2 IE 2
IH IE . Do đó IH lớn nhất khi
HE=0 có nghĩa là H trùng với E . Khi đó d cắt (C) theo dây cung nhỏ nhấtr . Lúc
này d là
uur
đường thẳng qua E và vuông góc với IE cho nên d có véc tơ pháp tuyến n IE 5; 2 , do
vậy d: 5(x+1)+2y=0 hay : 5x+2y+5=0 .
Bài 49. Cho tam giác ABC cân tại A, biết phương trình đường thẳng AB, BC lần lượt là:
x + 2y – 5 = 0 và 3x – y + 7 = 0. Viết phương trình đường thẳng AC, biết rằng AC đi qua
điểm F(1; - 3).
Giải
- Ta thấy B là giao của (AB) và (BC) cho nên tọa độ
9
�
A
x
�
�x 2 y 5 0 �
7
��
B là nghiệm của hệ : �
x+2y-5=0
3
x
y
7
0
�
�y 22
�
7
F(1;-3)
� 9 22 �
� B�
; �
. Đường thẳng d' qua A vuông góc
7 �
�7
B
C
3x-y+7=0
r
r
1
với (BC) có u 3; 1 � n 1;3 � k . (AB)
3
1
có k AB . Gọi (AC) có hệ số góc là k ta có
2
1
�
1 1
1
k
k
�
15
k
5
3
k
3
k
1
�
8
3 �1
� 15k 5 3 k � �
��
phương trình : 2 1 13
k
15k 5 k 3
4
5 3 k
�
�
1
1
k
�
23
3
7
�
1
1
- Với k=- � AC : y x 1 3 � x 8 y 23 0
8
8
4
4
- Với k= � AC : y x 1 3 � 4 x 7 y 25 0
7
7
Bài 50. Trong mặt phẳng Oxy, hãy xác định tọa độ các đỉnh của tam giác ABC vuông cân
tại A. Biết rằng cạnh huyền nằm trên đường thẳng d: x + 7y – 31 = 0, điểm N(7;7) thuộc
đường thẳng AC, điểm M(2;-3) thuộc AB và nằm ngoài đoạn AB
Giải
uuur
uuu
r
- Gọi A x0 ; y0 � MA x0 2; y0 3 , NA x0 7; y0 7 .
-uuDo
Ar là đỉnh của tam giác vuông cân cho nên AM vuông góc với AN hay ta có :
ur uuu
MA.NA 0 � x0 2 x0 7 y0 3 y0 7 0 � x02 y02 9 x0 4 y0 7 0
Trang 24
Chuyên đề : HÌNH HỌC PHẲNG
- Do đó A nằm trên đường tròn (C) : x0 3 y0 2 20
- Đường tròn (C) cắt d tại 2 điểm B,C có tọa độ là nghiệm của hệ phương trình :
2
2
2
2
�
�x 31 7 y
�x 31 7 y
x 3 y 2 20 �
�
��
��
�� 2
2
2
28 7 y y 2 20 �50 y 396 y 768 0
�x 7 y 31 0
�
198 2 201 99 201
99 201
, tương ứng ta tìm được các
;y
50
25
25
�82 7 201 99 201 �
82 7 201
82 7 201
;
giá trị của x : x
. Vậy : A �
�
;x
� 25
�và tọa độ của
25
25
25
�
�
- Do đó ta tìm được : y
�82 7 201 99 201 �
;
�
�
25
� 25
�
điểm A �
�
Bài 51. Trong mặt phẳng Oxy , cho hai đường thẳng d1: 2x + y + 5 = 0, d2: 3x + 2y – 1 =
0 và điểm G(1;3). Tìm tọa độ các điểm B thuộc d1 và C thuộc d2 sao cho tam giác ABC
nhận điểm G làm trọng tâm. Biết A là giao điểm của hai đường thẳng d1 và d 2
Giải
�2 x y 5 0
�x 11
��
� A 11;17
3x 2 y 1 0
�
�y 17
- Tìm tọa độ A là nghiệm của hệ : �
- Nếu C thuộc
d1 � C t ; 2t 5
C
, B �d 2 � B 1 2m; 1 3m
3x+2y-1=0
- Theo tính chất trọng tâm của tam giác ABC khi G
�t 2m 10
1
�
t 2m 13
�
� 3
��
là trọng tâm thì : �
11 2t 3m
2t 3m 2
�
3 �
�
3
t 13 2m
�
t 13 2m �
t 35
�
��
��
��
2 13 2m 3m 2
m 24
m 24
�
�
�
A
G
2x+y+5=0
M
B
- Vậy ta tìm được : C(-35;65) và B( 49;-53).
Bài 52. Trong mặt phẳng Oxy, cho đường tròn (C): x2 + y2 – 6x + 2y – 15 = 0. Tìm tọa độ
điểm M trên đường thẳng d: 3x – 22y – 6 = 0, sao cho từ điểm M kẻ được tới (C) hai tiếp
tuyến MA, MB (A, B là các tiếp điểm) mà đường thẳng AB đi qua điểm C (0;1).
Giải
2
2
- (C) : x 3 y 1 25 , có I(3;-1) và R=5 .
- Gọi A x1 ; y1 , B x2 ; y2 là 2 tiếp điểm của 2 tiếp
tuyến kẻ từ M .
- Gọi M x0 ; y0 �d � 3x0 22 y0 6 0 (*)
- Hai tiếp tuyến của (C) tại A,B có phương trình là :
- x1 3 x 3 y1 1 y 1 25 1 và :
- x2 3 x 3 y2 1 y 1 25 2
- Để 2 tiếp tuyến trở thành 2 tiếp tuyến kẻ từ M thì
2 tiếp tuyến phải đi qua M ;
- x1 3 x0 3 y1 1 y0 1 25 3 và
- x2 3 x0 3 y2 1 y0 1 25
A
I(3;-1)
H
M
3x-22y-6=0 B
C(0;1)
4
Trang 25