Chuyên đề: PHƯƠNG PHÁP TOẠ ĐỘ TRONG MẶT PHẲNG – PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG
THẲNG
VẤN ĐỀ 7: TÌM ĐIỂM THỎA MÃN ĐIỀU KIỆN CHO TRƯỚC.
1. Phương pháp giải.
Để xác định tọa độ điểm thuộc đường thẳng ta dựa vào nhận xét sau:
�x = x0 + at
, t �R ( hoặc D : x - x0 = y - y0 ) có dạng
Điểm A thuộc đường thẳng D : �
�
�
a
b
�y = y0 + bt
A ( x0 + at; y0 + bt )
� - at - c �
�
t;
�
Điểm A thuộc đường thẳng D : ax + by + c = 0 (ĐK: a2 + b2 � 0) có dạng A �
�
�với
�
b �
�
�
- bt - c �
;t �
�
b � 0 hoặc A �
�
Thay lần lượt tọa độ của các điểm A, B, C , D thấy chỉ có D 3; 2 thỏa mãn. Chọn D.
Câu 2:
Câu 3:
Tọa độ giao điểm của đường thẳng 5 x 2 y 10 0 và trục hoành là:
A. 2;0 .
B. 0;5 .
C. 2;0 .
D. 0; 2 .
Hướng dẫn giải
Thay y 0 vào phương trình đường thẳng ta có: 5 x 2.0 10 0 � x 2
Chọn A .
Giao điểm của hai đường thẳng 7 x 3 y 16 0 và x 10 0 là điểm có tọa độ
A. 10; 18 .
B. 10;18 .
C. 10;18 .
D. 10; 18 .
Hướng dẫn giải
Ta có: x 10 thay vào phương trình đường thẳng ta có: 7. 10 3 y 16 0 � y 18
Chọn A .
Câu 4:
Tìm tọa độ giao điểm của hai đường thẳng d1 :
A. 2; 1 .
�y 1
Chọn D .
Câu 5:
�x 12 5t
Cho đường thẳng d : �
. Điểm nào sau đây thuộc đường thẳng d ?
�y 3 6t
24 | H H 1 0 - C 3
BÀI TẬP
Chuyên đề: PHƯƠNG PHÁP TOẠ ĐỘ TRONG MẶT PHẲNG – PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG
THẲNG
A. 13;33 .
B. 20;9 .
C. 7;5 .
D. 12; 0 .
Hướng dẫn giải
Chọn A.
Câu 6:
�x 3 4t
, d 2 : 2 x 3 y 19 0
y
55
5
t
�
Tìm toạ độ giao điểm của hai đường thẳng d1 : �
A. 2;5 .
B. 10; 25 .
C. 1;7 .
D. 2;5 .
Hướng dẫn giải
Tọa độ giao điểm của hai đường thẳng d1 và d 2 là nghiệm của hệ phương trình:
�x 22 2t
�
� 2. 22 2t 3 55 5t 19 0 � t 10
�y 55 5t
�
2x 3y 19 0
�
Suy ra toạ độ giao điểm là 2;5 .
Câu 8:
�y 5
��
Giải hệ: �
.
�x 0
�x 0
Vậy tọa độ giao điểm của :15 x 2 y 10 0 và trục tung Oy là 0; 5 .
Chọn C.
Câu 10: Khoảng cách từ điểm M (1 ; 1) đến đường thẳng : 3 x 4 y 17 0 là:
A.
2
.
5
B.
10
.
5
C. 2.
D.
18
.
5
C. 0;2 .
D. 0; – 2 .
Hướng dẫn giải
uuur
r
Đường thẳng AB đi qua điểm A –2;0 và có vtcp AB 3; 4 , vtpt n 4; 3
Vậy phương trình tổng quát của đường thẳng AB : 4 x 3 y 8 0 .
r
r
Đường thẳng d . đi qua điểm M 0; 2 và có vtcp u 1; 1 , vtpt p 1; 1
Vậy phương trình tổng quát của đường thẳng d : x y 2 0 .
Gọi K là giao điểm của đường thẳng d và AB .
�4 x 3 y 8 0
�x 2
��
� K 2;0 �A
Tọa độ điểm K thỏa hệ phương trình �
�x y 2 0
�y 0
Chọn B.
�x 1 2t
. Tìm một điểm M trên d và cách A một khoảng
�y t
Câu 12: Cho điểm A(0;1) và đường thẳng d : �
bằng 10 ?
A.
A. 2; 1 .
B. 2; 1 .
C. 2;1 .
D. 2;1 .
Hướng dẫn giải
M � � M (t;1 t ).
�
t 2 � M 2; 1
2
2
2
Ta có : MN 5 : 1 t (2 t ) 25 � 2t 6t 20 0 � �
t 5 � M 5;6
�
Chọn A
Câu 14: Cho đường thẳng : 21x 11 y 10 0 . Trong các điểm M (21 ; 3), N 0 ; 4 , P 19 ; 2 ,
Q 1 ; 5 điểm nào cách xa đường thẳng nhất ?
A. N .
B. M .
C. P .
Hướng dẫn giải
26 | H H 1 0 - C 3
D. Q .
562
431
562
212 11
; d ( N ; )
2
21.1 11.5 10
212 11
2
54
562
44
562
Vậy điểm M cách xa đường thẳng nhất.
Chọn B.
Câu 15: Cho 4 điểm A(0 ; 2), B ( 1 ; 0), C (0 ; 4), D (2 ; 0) . Tìm tọa độ giao điểm của 2 đường
thẳng AB và CD
D. ( 2 ; 0).
Hướng dẫn giải
Ta có : M �Ox � M x;0
d ( M ; 1 ) d ( M ; 2 ) �
C. 1 ; 0 .
3x 6
13
3 x 6 3 x 3(vn)
�
��
1
�
3 x 6 3x 3 � x
13
�
2
3x 3
�1 �
Vậy M � ;0 �.
0; �. Chọn A.
4
� 4�
Câu 18: Tam giác ABC đều có A(1; 3) và đường cao BB�
: 5 x 3 y 15 0 . Tọa độ đỉnh C là:
128 36 �
128 36 � C. �
128 36 �D.
� 128 36 �
A. C �
B. C �
.
; �
.
C � ; �
.
C�
; �
.
� ; �
�
17 �
�17 17 �
� 17 17 �
�17
� 17 17 �
Hướng dẫn giải
�
;
�
A. A1 ( 4;0)
B. A2 �
�
�
�
�25 25 �
Suy ra C (
�
- 28 - 96�
�
;
�
C. A1 ( 4;0) và A2 �
�
�
�
�25 25 �
D. A1 ( 0;- 3)
b) Tìm điểm B thuộc D và cách đều hai điểm E ( 5;0) , F ( 3;- 2)
�
- 28 - 96�
�
;
�
A. H ( 4;0)
B. H ( 0;- 3)
C. H �
D.
�
�
�
�
�
�
25 25�
�25 25 �
�
Lời giải
r
a) Dễ thấy M ( 0;- 3) thuộc đường thẳng D và u ( 4;3) là một vectơ chỉ phương của D nên có phương
� x = 4t
trình tham số là �
.
�
�
�y = - 3 + 3t
Điểm A thuộc D nên tọa độ của điểm A có dạng A ( 4t;- 3 + 3t ) suy ra
�t = 1
�
2
2
2
OA = 4 � ( 4t ) + ( - 3 + 3t ) = 4 � 25t - 18t - 7 = 0 � � - 7
�
�
�
7�
�7
6
7
c) Gọi H là hình chiếu của M lên D khi đó H �D nên H ( 4t;- 3 + 3t )
r
uuuu
r
Ta có u ( 4;3) là vectơ chỉ phương của D và vuông góc với HM ( 4t - 1;3t - 5) nên
uuuu
rr
19
HM .u = 0 � 4( 4t - 1) + 3( 3t - 5) = 0 � t =
25
28 | H H 1 0 - C 3
BÀI TẬP
Chuyên đề: PHƯƠNG PHÁP TOẠ ĐỘ TRONG MẶT PHẲNG – PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG
THẲNG
�76 18�
�
�
a 4
�
Chọn A
VẬN DỤNG THẤP
Câu 21: Cho đường thẳng d : 2 x – 3 y 3 0 và M 8; 2 . Tọa độ của điểm M �đối xứng với M qua
d là:
A. (4;8) .
B. ( 4; 8) .
C. (4;8) .
D. (4; 8) .
Hướng dẫn giải
Ta thấy hoành độ và tung độ của điểm M �chỉ nhận một trong 2 giá trị nên ta có thể làm như
sau:
r
uuuuur
Đường thẳng d có 1 VTPT n(2; 3) , Gọi M '( x; y ) thì MM '( x 2; y 3)
uuuuur
r
M �đối xứng với M qua d nên MM '( x 2; y 3) và n(2; 3) cùng phương khi và chỉ khi
x2 y3
28 2 y
�x
2
3
3
Thay y 8 vào ta được x 4
Chuyên đề: PHƯƠNG PHÁP TOẠ ĐỘ TRONG MẶT PHẲNG – PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG
THẲNG
d ( M ; AB ) 1 �
� 7
�7 �
x � M � ;0 �
4x 9 5 �
�
2
1� �
�2 �.
4 x 9 5 �
�
42 32
�
x 1 � M 1;0
�
4x 9
Chọn A.
Câu 23: Cho đường thẳng đi qua 2 điểm A 1; 2 , B 4;6 , tìm tọa độ điểm M thuộc Oy sao cho diện
tích MAB bằng 1 .
� 4�
0; �
. C. 0; 2 .
3
Chọn B.
Câu 24: Toạ độ hình chiếu của M 4;1 trên đường thẳng () : x – 2 y 4 0 là :
14 17 �
�
� 14 17 �
; �.
C. � ; �.
D. �
�5 5 �
� 5 5�
Hướng dẫn giải
r
Đường thẳng () có 1 VTPT n(1; 2) , Gọi H (2t 4; t ) là hình chiếu của M 4;1 trên đường
uuuu
r
thẳng () thì MH (2t 8; t 1)
uuuur
r
H (2t 4; t ) là hình chiếu của M 4;1 trên đường thẳng () nên MH (2t 8; t 1) và n(2; 3)
A. (14; 19 ) .
B. (2;3 ) .
cùng phương khi và chỉ khi
2t 8 t 1
� 8 5 � �52 50 �
, B � ; �hoặc A �
; �
, B � ; �.
B. A � ; �
12 12 �
�11 11 � � 11 11 �
� 12 12 � �
�52 50 � � 8 5 �
� 8 5 � �52 50 �
, B � ; �hoặc A �
; �
, B � ; �.
C. A � ; �
�13 13 � � 11 11 �
� 11 11 � �13 13 �
�52 50 � � 8 5 �
� 8 5 � �52 50 �
, B � ; �hoặc A �
; �
, B � ; �.
D. A � ; �
�11 11 � � 11 11 �
� 11 11 � �11 11 �
Lời giải
30 | H H 1 0 - C 3
BÀI TẬP
2
3 6t 5 2t 1 và d C ;
2
3. 2 4.5 4
5
22
5
1
1
22
AB.d C ; .5 2t 1 . 11 2t 1
2
2
5
15
13
2
Diện tích tam giác ABC bằng 15 � 11 2t 1 15 � 2t 1 � � t
hoặc t .
12
11
11
2
MB
d sao cho
là nhỏ nhất.
�
1�
A. M �1; �
� 2�
B. M 0; 1
C. M 2;0
�
�
16 3�
; �
D. M �
�
�
�
�5 5 �
Lời giải
uuur
uuur
M �d � M ( 2t + 2;t ) , MA ( - 2t - 2;1 - t ) , MB ( 1- 2t;4 - t ) do đó
uuur
�5 5�
�
5
Câu 27: Cho tam giác ABC vuông ở A. Biết A ( - 1;4) , B ( 1;- 4) , đường thẳng BC đi qua điểm
�7 �
K�
;2�
�
�. Tìm toạ độ đỉnh C.
�
�3 �
A. C ( - 2;4)
31 | H H 1 0 - C 3
B. C ( 3;5)
C. C ( - 2;5)
Lời giải
D. C ( - 3;4)
BÀI TẬP
Chuyên đề: PHƯƠNG PHÁP TOẠ ĐỘ TRONG MẶT PHẲNG – PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG
THẲNG
uuur �4 �
r
=
0
D
'
:
Câu 28: Cho hai đường thẳng
và
.
�
�
� y =t
a) Xác định tọa độ điểm đối xứng với điểm A ( - 1;0) qua đường thẳng D
A. A '( - 2;4)
B. A '( - 3;5)
C. A '( - 2;5)
D. A '( - 3;4)
b) Viết phương trình đường thẳng đối xứng với D ' qua D
�x = - 1 + t
�x = - 3 + 2t
�x = - 3 + 5t
�x = - 3 + t
�
�
�
A. �
B. �
�
�
�yA ' = 2yH - yA
�yA ' = 4
Vậy điểm cần tìm là A '( - 3;4)
�x = - 1 - t
5
b) Thay �
vào phương trình D ta được - 1 - t - 2t + 6 = 0 � t = suy ra giao điểm của
�
�
y
=
t
3
�
� 8 5�
- ; �
�
D và D ' là K �
�
�
�
� 3 3�
Dễ thấy điểm A thuộc đường thẳng D ' do đó đường thẳng đối xứng với D ' qua D đi qua điểm A ' và
uuuur �1 7 � 1
�x = - 3 + t
;- �
�= ( 1;- 7) nên có phương trình là �
điểm K do đó nhận A 'K = �
�
A.
43 27 .
�
C ( ; )
� 11 11
C (2;3)
�
�
B.
43 27 .
�
C ( ; )
� 11 11
C (7; 3)
�
�
C.
43 27 .
�
C ( ; )
� 11 11
C (7;3)
�
�
D.
43 27 .
Phương trình đường thẳng AB : x 3 y 8 0
Điểm C � � C 2t 8; t
t 10
�
5t 16
1
1
�
10.
17 �
Diện tích tam giác ABC : AB.d C ; AB 17 �
18 � C 12;10
�
2
2
t
10
5
�
Chọn B.
VẬN DỤNG CAO
�7 5�
� 3�
�
; �
CD
,
D
3; �
�
Cách 1: Điểm I là trung điểm của CD nên �
�
�
7
�
�
�
2�
�
y
=
2
x
y
=
�
C
I
D
�
2
Vì A �D nên tọa độ điểm A có dạng A ( a;a + 1)
uuu
r uuur
Mặt khác ABCD là hình bình hành tương đương với DA, DC không cùng phương và
uuur
uuur
AB = DC
=
a
+
3
B
�
3
uuu
r uuur
a + 111
DA, DC không cùng phương khi và chỉ khi a - 3
2
�۹
a
1
2
2
r
�
Đường thẳng D là phân giác góc BAC
nhận vectơ u = ( 1;1) làm vec tơ chỉ phương nên
uuur r
uuur r
uuur r
uuur r
AB .u
AC .u
cos AB ;u = cos AC ;u � uuur r = uuur r (*)
AB u
=
13
- 2a
2
� 2a2 - 13a + 11 = 0 �
2
�
�
2
5
- a�
�
( 4 - a) + �
�
�
�
2
�
�
�a = 1
�
� 11
�
a = (l )
�
� 2
�
13
�
x=
�
�
13 17 �
�
4 �H�
; �
�
�
�
�
�
�
17
4
4�
�
�
y=
�
�
4
Gọi C ' là điểm đối xứng với C qua D thì khi đó C ' thuộc đường thẳng chứa cạnh AB và H là
�
5
�xC ' = 2xH - xC
2
�
�
y
=
5
+ 2t
�
34 | H H 1 0 - C 3
BÀI TẬP
Chuyên đề: PHƯƠNG PHÁP TOẠ ĐỘ TRONG MẶT PHẲNG – PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG
THẲNG
Thay x, y từ phương trình đường thẳng chứa cạnh AB vào phương trình đường thẳng D ta được
5
3
suy ra A ( 1;2)
+ t - 5 - 2t + 1 = 0 � t = 2
2
uuur
uuur
ABCD là hình bình hành nên AB = DC �
�xB - 1 = 1
�
�
�
C. A 1; 1 hoặc A 4; 5 .
D. A 1; 1 hoặc A 4;5 .
Hướng dẫn giải.
A
P
B
Q
H
D
C
N
Gọi H là giao điểm của AN và BD . Kẻ đường thẳng qua H và song song với AB , cắt AD
và BC lần lượt tại P và Q .
Đặt HP x . Suy ra PD x, AP 3x và HQ 3 x .
Ta có QC x , nên MQ x . Do đó AHP HMQ , suy ra AH HM .
Hơn nữa, ta cũng có AH HM .
Do đó AM 2MH 2d M , AN
3 10
2
7
A. M (9; 32), M ( ; 2)
3
7
C. M (9; 32), M ( ; 2)
3
7
3
B. M (9; 32), M ( ; 2)
7
3
D. M (9;32), M ( ; 2)
Hướng dẫn giải
Viết phương trình đường AB: 4 x 3 y 4 0 và AB 5
Viết phương trình đường CD: x 4 y 17 0 và CD 17
Điểm M thuộc có toạ độ dạng: M (t ;3t 5) Ta tính được:
d ( M , AB )
13t 19
11t 37
; d ( M , CD )
5
17
2
có
khoảng
cách:
2.4
� t 3 �t 1
2
hay A 3; 7 �A 1;5 .Mặt khác A,C nằm về 2 phía của đường thẳng DM nên chỉ có A 1;5
thoả mãn.
uuur
uuur
Gọi D m; m 2 �DM thì AD m 1;m 7 ,CD m 3;m 1
uuur uuur
m 5 �m 1
�
�
DA.DC 0
�
��
D. D(-3;-2
Hướng dẫn giải
Gọi H là hình chiếu vuông góc của B lên CD
ABM HBC � BM BC � BNC BMN
� BH d B, d 2 2 � BD 4
D �BD � D m; 2 :BD 4 � d 1 4 � d 1(L) V d 3
2
Vậy : D(3;2)
Câu 36: Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy , cho tam giác ABC có đường cao AH, phân giác trong BD và trung
tuyến CM . Biết
17 �
�
H (4;1); M � ;12 �và phương trình đường thẳng BD: x + y – 5 = 0. Tìm tọa độ
�5
�
đỉnh A của tam giác ABC.
�4
�5
�
�
; 25 �
HH ' BD � ptHH ' : x y c 0
H (4;1) �HH ' � c 5
Vậy pt HH’: x –y + 5 = 0
Gọi K là giao điểm của HH’ và BD , tọa độ K thỏa hệ:
�x y 5
� K (0;5)
�
�x y 5
K là trung điểm HH’ � H '(4;9)
uuuur �3
�3
MH ' � ; 3 � 1; 5
�5
�5
�
quaH ' 4;9
�
AB : �
r
VTPT
n
5;1
�
Pt AB: 5x + y – 29 = 0
5 x y 29
�
� B(6; 1)
D. A(2;3), B(2;3), C (2;1), D( 2; 1).
Hướng dẫn giải.
Gọi N là trung điểm CD và H là tâm hình chữ nhật AMND. Gọi (C) là đường tròn ngoại tiếp hình chữ
nhật AMND. Từ giả thiết, suy ra NJ//DI, do đó NJ vuông góc với AC, hay J thuộc (C) (vì AN là đường
kính của (C)). Mà MD cũng là đường kính của (C) nên JM vuông góc với JD. (1)
uuu
r
uuur
nên D(t ; t 1) � JD(t 1; t 1), JM ( 1;3). Theo (1)
uuu
r uuur
JD.JM 0 � t 1 3t 3 0 � t 2 � D(2; 1) .
D thuộc
Gọi a là cạnh hình vuông ABCD. Dễ thấy
a2
DM 2 5 a
� a 4.
4
2
�x 2; y 3
2
2
�AM 2 �x ( y 3) 4
�
��
B. B(–5; –4).
C. B(5; –4).
Hướng dẫn giải
D. B(5; 4).
Gọi D ' là điểm trên cạnh BC sao cho CD ' MN .
Ta có MNCD ' là hình bình hành
38 | H H 1 0 - C 3
BÀI TẬP
Chuyên đề: PHƯƠNG PHÁP TOẠ ĐỘ TRONG MẶT PHẲNG – PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG
THẲNG
� MD ' CN AM � AMD ' cân tại M .
MD'A = MAD' = D'AC
AD' là phân giác của góc A D' trùng D. CA qua C và song song MD
uuuu
r
CA có vectơ chỉ phương là MD = (4; –1)
�x 5 4t
.
�y 2 t
�
�y 4
Do đó B: �
Câu 39: Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy , cho hình vuông ABCD . Gọi M là trung điểm của cạnh
11 1 �
�
BC , N là điểm trên cạnh CD sao cho CN 2 ND . Giả sử M � ; �và đường thẳng AN
�2 2 �
có phương trình là 2 x – y – 3 0 . Tìm tọa độ điểm A .
A. A 1; –1 hoặc A 4; 5 .
B. A 1; –1 hoặc A 4; 5 .
C. A 1; –1 hoặc A 4; 5 .
D. A 1; –1 hoặc A 4; 5 .
Hướng dẫn giải
Gọi H là giao điểm của AN và BD . Kẻ đường thẳng qua H và song song với AB , cắt AD và BC
lần lượt tại P và Q . Đặt HP x . Suy ra PD x, AP 3x và HQ 3 x . Ta có QC x , nên
MQ x . Do đó AHP HMQ , suy ra AH vuông góc với HM .
đồng thời ta cũng có AH HM .
� AM MH 2 d ( M , AN ). 2
3 10
2
A thuộc AN : 2 x – y – 3 0 suy ra A t ; 2t – 3
2
B. D 4;1 hoặc D –8;7
C. D 4;1 hoặc D –8;7
D. D 4;1 hoặc D –8;7
Hướng dẫn giải
r
Đường thẳng AC đi qua điểm H –3; 2 và vuông góc với BD : x 2 y – 6 0 , nhận nAC 2; –1
làm vector pháp tuyến. Suy ra AC có phương trình 2 x 3 – y 2 0 hay 2 x – y 8 0 .
Tọa độ của I thỏa mãn: x 2 y – 6 0 và 2 x – y 8 0 .
� x –2 và y 4 � I –2; 4 .
Mặt khác IB IC và IB vuông góc với IC � IBC vuông cân tại I .
mà BH vuông góc với AD nên BH vuông góc với BC .
Suy ra BCH vuông cân tại B . Khi đó IC IH IB .
I là trung điểm HC � C –1; 6 .
IH IB IC 5 ; mà
IC IB BC 1
� ID 3.IB 3 5 .
IA ID AD 3
vì D thuộc BD nên D 6 – 2t; t .
Do đó ID ² 45 � 8 – 2t ² t – 4 ² 45 � t ² – 8t 7 0 � t 1 hoặc t 7 .
Vậy D 4;1 hoặc D –8; 7 .