Ôn tập Hình học 10 - Chương III: Phương pháp toạ độ trong mặt phẳng (Phần A)

CHƯƠNG III
PHƯƠNG PHÁP TOẠ ĐỘ TRONG MẶT PHẲNG
I. PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THẲNG 
1. Vectơ chỉ phương của đường thẳng
	Vectơ đgl vectơ chỉ phương của đường thẳng D nếu giá của nó song song hoặc trùng với D.
	Nhận xét:	– Nếu là một VTCP của D thì (k ¹ 0) cũng là một VTCP của D.
	– Một đường thẳng hoàn toàn được xác định nếu biết một điểm và một VTCP.
2. Vectơ pháp tuyến của đường thẳng
	Vectơ đgl vectơ pháp tuyến của đường thẳng D nếu giá của nó vuông góc với D.
	Nhận xét: – Nếu là một VTPT của D thì (k ¹ 0) cũng là một VTPT của D.
	– Một đường thẳng hoàn toàn được xác định nếu biết một điểm và một VTPT.
	– Nếu là một VTCP và là một VTPT của D thì .
3. Phương trình tham số của đường thẳng
	Cho đường thẳng D đi qua và có VTCP . 
	Phương trình tham số của D: 	 (1)	( t là tham số).
	Nhận xét: – M(x; y) Î D Û $ t Î R: .
	– Gọi k là hệ số góc của D thì:
	+ k = tana,	với a = , a ¹ .
	+ k = , 	với .
4. Phương trình chính tắc của đường thẳng
	Cho đường thẳng D đi qua và có VTCP . 
	Phương trình chính tắc của D:	 (2) (u1 ¹ 0, u2 ¹ 0).
	Chú ý: Trong trường hợp u1 = 0 hoặc u2 = 0 thì đường thẳng không có phương trình 	 chính tắc.
5. Phương trình tham số của đường thẳng
	PT với đgl phương trình tổng quát của đường thẳng.
	Nhận xét: – Nếu D có phương trình thì D có:
	 VTPT là và VTCP 	 hoặc .
	– Nếu D đi qua và có VTPT thì phương trình của D là:
	Các trường hợp đặc biệt:
Các hệ số
Phương trình đường thẳng D
Tính chất đường thẳng D
c = 0
D đi qua gốc toạ độ O
a = 0
D // Ox hoặc D º Ox
b = 0
D // Oy hoặc D º Oy
	· D đi qua hai điểm A(a; 0), B(0; b) (a, b ¹ 0): Phương trình của D: .
	(phương trình đường thẳng theo đoạn chắn) .
	· D đi qua điểm và có hệ số góc k: Phương trình của D: 
	(phương trình đường thẳng theo hệ số góc)
6. Vị trí tương đối của hai đường thẳng
	Cho hai đường thẳng D1: và D2: .
	Toạ độ giao điểm của D1 và D2 là nghiệm của hệ phương trình:
	(1)
	· D1 cắt D2 	Û hệ (1) có một nghiệm	Û 	(nếu )
	· D1 // D2 	Û hệ (1) vô nghiệm	Û (nếu )	· D1 º D2 	Û hệ (1) có vô số nghiệm	Û (nếu )
7. Góc giữa hai đường thẳng
	Cho hai đường thẳng D1: (có VTPT )
	 và D2: (có VTPT ).
	Chú ý:	· D1 ^ D2 Û .
	· Cho D1: , D2: thì:
	+ D1 // D2 Û k1 = k2	+ D1 ^ D2 Û k1. k2 = –1.
8. Khoảng cách từ một điểm đến một đường thẳng
	· Khoảng cách từ một điểm đến một đường thẳng
	Cho đường thẳng D: và điểm .
	· Vị trí tương đối của hai điểm đối với một đường thẳng
	Cho đường thẳng D: và hai điểm Ï D.
	– M, N nằm cùng phía đối với D Û .
	– M, N nằm khác phía đối với D Û .
	· Phương trình các đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường thẳng
	Cho hai đường thẳng D1: và D2: cắt nhau.
	Phương trình các đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường thẳng D1 và D2 là:
VẤN ĐỀ 1: Lập phương trình đường thẳng
	· Để lập phương trình tham số và phương trình chính tắc của đường thẳng D ta cần xác định một điểm Î D và một VTCP của D.
	PTTS của D: ;	PTCT của D: (u1 ¹ 0, u2 ¹ 0).
	· Để lập phương trình tổng quát của đường thẳng D ta cần xác định một điểm Î D và một VTPT của D.
	PTTQ của D: 
	· Một số bài toán thường gặp:
	+ D đi qua hai điểm (với ):
	PT của D: 
	+ D đi qua hai điểm A(a; 0), B(0; b) (a, b ¹ 0): PT của D: .
	+ D đi qua điểm và có hệ số góc k: PT của D: 
	Chú ý: Ta có thể chuyển đổi giữa các phương trình tham số, chính tắc, tổng quát của một 	đường thẳng.
	· Để tìm điểm M¢ đối xứng với điểm M qua đường thẳng d, ta có thể thực hiện như sau:
	Cách 1: – Viết phương trình đường thẳng D qua M và vuông góc với d.
	– Xác định I = d Ç D (I là hình chiếu của M trên d).
	– Xác định M¢ sao cho I là trung điểm của MM¢.
	Cách 2: Gọi I là trung điểm của MM¢. Khi đó:
	M¢ đối xứng của M qua d Û (sử dụng toạ độ)
	· Để viết phương trình đường thẳng d¢ đối xứng với đường thẳng d qua đường thẳng D, ta có thể thực hiện như sau:
	– Nếu d // D:	
	+ Lấy A Î d. Xác định A¢ đối xứng với A qua D.
	+ Viết phương trình đường thẳng d¢ qua A¢ và song song với d.
	– Nếu d Ç D = I:	
	+ Lấy A Î d (A ¹ I). Xác định A¢ đối xứng với A qua D.
	+ Viết phương trình đường thẳng d¢ qua A¢ và I.
	· Để viết phương trình đường thẳng d¢ đối xứng với đường thẳng d qua điểm I, D, ta có thể thực hiện như sau:
	– Lấy A Î d. Xác định A¢ đối xứng với A qua I.
	– Viết phương trình đường thẳng d¢ qua A¢ và song song với d.
Lập PTTS, PTCT (nếu có), PTTQ của các đường thẳng đi qua điểm M và có VTCP :
	a) M(–2; 3) , 	b) M(–1; 2), 	c) M(3; –1), 
	d) M(1; 2), 	e) M(7; –3), 	f) M º O(0; 0), 
Lập PTTS, PTCT (nếu có), PTTQ của các đường thẳng đi qua điểm M và có VTPT :
	a) M(–2; 3) , 	b) M(–1; 2), 	c) M(3; –1), 
	d) M(1; 2), 	e) M(7; –3), 	f) M º O(0; 0), 
Lập PTTS, PTCT (nếu có), PTTQ của các đường thẳng đi qua điểm M và có hệ số góc k:
	a) M(–3; 1), k = –2	b) M(–3; 4), k = 3	c) M(5; 2), k = 1
	d) M(–3; –5), k = –1	e) M(2; –4), k = 0	f) M º O(0; 0), k = 4
Lập PTTS, PTCT (nếu có), PTTQ của các đường thẳng đi qua hai điểm A, B:
	a) A(–2; 4), B(1; 0)	b) A(5; 3), B(–2; –7)	c) A(3; 5), B(3; 8)
	d) A(–2; 3), B(1; 3)	e) A(4; 0), B(3; 0)	f) A(0; 3), B(0; –2)
	g) A(3; 0), B(0; 5)	h) A(0; 4), B(–3; 0)	i) A(–2; 0), B(0; –6)
Viết PTTS, PTCT (nếu có), PTTQ của các đường thẳng đi qua điểm M và song song với đường thẳng d:
	a) M(2; 3), d: 	b) M(–1; 2), d º Ox	c) M(4; 3), d º Oy
	d) M(2; –3), d: 	e) M(0; 3), d: 
Viết PTTS, PTCT (nếu có), PTTQ của các đường thẳng đi qua điểm M và vuông góc với đường thẳng d:
	a) M(2; 3), d: 	b) M(–1; 2), d º Ox	c) M(4; 3), d º Oy
	d) M(2; –3), d: 	e) M(0; 3), d: 
Cho tam giác ABC. Viết phương trình các cạnh, các đường trung tuyến, các đường cao của tam giác với:
	a) A(2; 0), B(2; –3), C(0; –1)	b) A(1; 4), B(3; –1), C(6; 2)
	c) A(–1; –1), B(1; 9), C(9; 1)	d) A(4; –1), B(–3; 2), C(1; 6)	
Cho tam giác ABC, biết phương trình ba cạnh của tam giác. Viết phương trình các đường cao của tam giác, với:
	a) 
	b) 
Viết phương trình các cạnh và các trung trực của tam giác ABC biết trung điểm của các cạnh BC, CA, AB lần lượt là các điểm M, N, P, với:
	a) M(–1; –1), N(1; 9), P(9; 1)	b) 
	c) 	d) 
Viết phương trình đường thẳng đi qua điểm M và chắn trên hai trục toạ độ 2 đoạn bằng nhau, với:
	a) M(–4; 10)	b) M(2; 1)	c) M(–3; –2)	d) M(2; –1)
Viết phương trình đường thẳng đi qua điểm M và cùng với hai trục toạ độ tạo thành một tam giác có diện tích S, với:
	a) M(–4; 10), S = 2	b) M(2; 1), S = 4	c) M(–3; –2), S = 3	d) M(2; –1), S = 4
Tìm hình chiếu của điểm M lên đường thẳng d và điểm M¢ đối xứng với M qua đường thẳng d với:
	a) M(2; 1), 	b) M(3; – 1), 
	c) M(4; 1), 	d) M(– 5; 13), 
Lập phương trình đường thẳng d¢ đối xứng với đường thẳng d qua đường thẳng D, với:
	a) 	b) 
	c) 	d) 
Lập phương trình đường thẳng d¢ đối xứng với đường thẳng d qua điểm I, với:
	a) 	b) 
	c) 	d) 
VẤN ĐỀ 2: Các bài toán dựng tam giác
	Đó là các bài toán xác định toạ độ các đỉnh hoặc phương trình các cạnh của một tam giác khi biết một số yếu tố của tam giác đó.
	Để giải loại bài toán này ta thường sử dụng đến các cách dựng tam giác.
	Sau đây là một số dạng:
	Dạng 1: Dựng tam giác ABC, khi biết các đường thẳng chứa cạnh BC và hai đường cao 	BB¢, CC¢.
	Cách dựng: 	– Xác định B = BC Ç BB¢, C = BC Ç CC¢.
	– Dựng AB qua B và vuông góc với CC¢.
	– Dựng AC qua C và vuông góc với BB¢.
	– Xác định A = AB Ç AC.
	Dạng 2: Dựng tam giác ABC, khi biết đỉnh A và hai đường thẳng chứa hai đường cao 	BB¢, CC¢.
	Cách dựng:	– Dựng AB qua A và vuông góc với CC¢.
	– Dựng AC qua A và vuông góc với BB¢.
	– Xác định B = AB Ç BB¢, C = AC Ç CC¢.
	Dạng 3: Dựng tam giác ABC, khi biết đỉnh A và hai đường thẳng chứa hai đường trung 	tuyến BM, CN.
	Cách dựng:	– Xác định trọng tâm G = BM Ç CN.
	– Xác định A¢ đối xứng với A qua G (suy ra BA¢ // CN, CA¢ // BM).
	– Dựng dB qua A¢ và song song với CN.
	– Dựng dC qua A¢ và song song với BM.
	– Xác định B = BM Ç dB, C = CN Ç dC.
 	Dạng 4: Dựng tam giác ABC, khi biết hai đường thẳng chứa hai cạnh AB, AC và trung 	điểm M của cạnh BC.
	Cách dựng:	– Xác định A = AB Ç AC.
	– Dựng d1 qua M và song song với AB.
	– Dựng d2 qua M và song song với AC.
	– Xác định trung điểm I của AC: I = AC Ç d1.
	– Xác định trung điểm J của AB: J = AB Ç d2.
	– Xác định B, C sao cho .
	Cách khác:	Trên AB lấy điểm B, trên AC lấy điểm C sao cho .
Cho tam giác ABC, biết phương trình một cạnh và hai đường cao. Viết phương trình hai cạnh và đường cao còn lại, với: (dạng 1)
	a) 
	b) 
	c) 
	d) 
Cho tam giác ABC, biết toạ độ một đỉnh và phương trình hai đường cao. Viết phương trình các cạnh của tam giác đó, với: (dạng 2)
	a) 
	b) 
Cho tam giác ABC, biết toạ độ một đỉnh và phương trình hai đường trung tuyến. Viết phương trình các cạnh của tam giác đó, với: (dạng 3)
	a) 
	b) 
Cho tam giác ABC, biết phương trình một cạnh và hai đường trung tuyến. Viết phương trình các cạnh còn lại của tam giác đó, với:
	a) 
	HD: a) 
Cho tam giác ABC, biết phương trình hai cạnh và toạ độ trung điểm của cạnh thứ ba. Viết phương trình của cạnh thứ ba, với: (dạng 4)
	a) 
	b) 
	c) 
	d) 
Cho tam giác ABC, biết toạ độ một đỉnh, phương trình một đường cao và một trung tuyến. Viết phương trình các cạnh của tam giác đó, với:
	a) 
	b) 
	c) 
	d) 
	a) 
VẤN ĐỀ 3: Vị trí tương đối của hai đường thẳng
	Cho hai đường thẳng D1: và D2: .
	Toạ độ giao điểm của D1 và D2 là nghiệm của hệ phương trình:
	(1)
	· D1 cắt D2 	Û hệ (1) có một nghiệm	Û 	(nếu )
	· D1 // D2 	Û hệ (1) vô nghiệm	Û (nếu )	· D1 º D2 	Û hệ (1) có vô số nghiệm	Û (nếu )
	Để chứng minh ba đường thẳng đồng qui, ta có thể thực hiện như sau:
	– Tìm giao điểm của hai trong ba đường thẳng.
	– Chứng tỏ đường thẳng thứ ba đi qua giao điểm đó.
Xét vị trí tương đối của các cặp đường thẳng sau, nếu chúng cắt nhau thì tìm toạ độ giao điểm của chúng:
	a) 	b) 
	c) 	d) 
	e) 	f) 	
Cho hai đường thẳng d và D. Tìm m để hai đường thẳng:
	i) cắt nhau	ii) song song	iii) trùng nhau
	a) 	
	b) 
	c) 
	d) 
Tìm m để ba đường thẳng sau đồng qui:
	a) 
	b) 
	c) 
	d) 
Viết phương trình đường thẳng d đi qua giao điểm của hai đường thẳng d1 và d2 và:
	a) 
	b) 
	c) 
Tìm điểm mà các đường thẳng sau luôn đi qua với mọi m:
	a) 	b) 
	c) 	d) 
Cho tam giác ABC với A(0; –1), B(2; –3), C(2; 0).
	a) Viết phương trình các đường trung tuyến, phương trình các đường cao, phương trình các đường trung trực của tam giác.
	b) Chứng minh các đường trung tuyến đồng qui, các đường cao đồng qui, các đường trung trực đồng qui.
Hai cạnh của hình bình hành ABCD có phương trình , đỉnh C(4; –1). Viết phương trình hai cạnh còn lại.
Viết phương trình đường thẳng đi qua điểm M và cách đều hai điểm P, Q với:
	a) M(2; 5), P(–1; 2), Q(5; 4)	b) M(1; 5), P(–2; 9), Q(3; –2)
	a) 
VẤN ĐỀ 4: Khoảng cách từ một điểm đến một đường thẳng
1. Khoảng cách từ một điểm đến một đường thẳng
	Cho đường thẳng D: và điểm .
2. Vị trí tương đối của hai điểm đối với một đường thẳng
	Cho đường thẳng D: và hai điểm Ï D.
	– M, N nằm cùng phía đối với D Û .
	– M, N nằm khác phía đối với D Û .
3. Phương trình các đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường thẳng
	Cho hai đường thẳng D1: và D2: cắt nhau.
	Phương trình các đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường thẳng D1 và D2 là:
	Chú ý: Để lập phương trình đường phân giác trong hoặc ngoài của góc A trong tam 	giác 	ABC ta có thể thực hiện như sau:
	Cách 1:
	– Tìm toạ độ chân đường phân giác trong hoặc ngoài (dựa vào tính chất đường phân 	giác của góc trong tam giác).
	Cho DABC với đường phân giác trong AD và phân giác ngoài AE (D, E Î BC) 	ta có:	,	.
	– Viết phương trình đường thẳng đi qua hai điểm.
	Cách 2:
	– Viết phương trình các đường phân giác d1, d2 của các góc tạo bởi hai đường thẳng 	AB, AC.
	– Kiểm tra vị trí của hai điểm B, C đối với d1 (hoặc d2). 
	+ Nếu B, C nằm khác phía đối với d1 thì d1 là đường phân giác trong.
	+ Nếu B, C nằm cùng phía đối với d1 thì d1 là đường phân giác ngoài.
Tính khoảng cách từ điểm M đến đường thẳng d, với:
	a) 	b) 
	c) 	d) 
	a) Cho đường thẳng D: . Tính bán kính đường tròn tâm I(–5; 3) và tiếp xúc với D.
	b) Cho hình chữ nhật ABCD có phương trình 2 cạnh là: và đỉnh A(2; –3). Tính diện tích hình chữ nhật đó.
	c) Tính diện tích hình vuông có 4 đỉnh nằm trên 2 đường thẳng song song: và . 
Cho tam giác ABC. Tính diện tích tam giác ABC, với:
	a) A(–1; –1), B(2; –4), C(4; 3)	b) A(–2; 14), B(4; –2), C(5; –4)
Viết phương trình đường thẳng d song song và cách đường thẳng D một khoảng k, với:
	a) 	b) 
	c) 	d) 
Viết phương trình đường thẳng d song song với đường thẳng D và cách điểm A một khoảng bằng k, với:
	a) 	b) 
	c) 	d) 
Viết phương trình đường thẳng đi qua A và cách B một khoảng bằng d, với:
	a) A(–1; 2), B(3; 5), d = 3	b) A(–1; 3), B(4; 2), d = 5
	c) A(5; 1), B(2; –3), d = 5	d) A(3; 0), B(0; 4), d = 4.
Viết phương trình đường thẳng đi qua điểm M và cách đều hai điểm P, Q, với:
	a) M(2; 5), P(–1; 2), Q(5; 4)	b) M(1; 2), P(2; 3), Q(4; –5)
	c) M(10; 2), P(3; 0), Q(–5; 4)	d) M(2; 3), P(3; –1), Q(3; 5)
Viết phương trình đường thẳng d cách điểm A một khoảng bằng h và cách điểm B một khoảng bằng k, với:
	a) A(1; 1), B(2; 3), h = 2, k = 4	b) A(2; 5), B(–1; 2), h = 1, k = 3
Cho đường thẳng D: và các điểm O(0; 0), A(2; 0), B(–2; 2).
	a) Chứng minh đường thẳng D cắt đoạn thẳng AB.
	b) Chứng minh rằng hai điểm O, A nằm cùng về một phía đối với đường thẳng D.
	c) Tìm điểm O¢ đối xứng với O qua D.
	d) Trên D, tìm điểm M sao cho độ dài đường gấp khúc OMA ngắn nhất.
Cho hai điểm A(2; 2), B(5; 1). Tìm điểm C trên đường thẳng D: sao cho diện tích tam giác ABC bằng 17 (đvdt).
	HD: .
Tìm tập hợp điểm.
	a) Tìm tập hợp các điểm cách đường thẳng D: một khoảng bằng 3.
	b) Tìm tập hợp các điểm cách đều hai đường thẳng .
	c) Tìm tập hợp các điểm cách đều hai đường thẳng .
	d) Tìm tập hợp các điểm có tỉ số các khoảng cách đến hai đường thẳng sau bằng : 	 và .
Viết phương trình các đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường thẳng:
	a) 	b) 
	c) 	d) 
 Cho tam giác ABC. Tìm tâm và bán kính đường tròn nội tiếp tam giác ABC, với:
	a) A(–3; –5), B(4; –6), C(3; 1)	
	b) A(1; 2), B(5; 2), C(1; –3)
	c) 
	d) 
	a) 
VẤN ĐỀ 4: Góc giữa hai đường thẳng
	Cho hai đường thẳng D1: (có VTPT )
	 và D2: (có VTPT ).
	Chú ý:	· .
	· D1 ^ D2 Û .
	· Cho D1: , D2: thì:
	+ D1 // D2 Û k1 = k2	+ D1 ^ D2 Û k1. k2 = –1.
	· Cho DABC. Để tính góc A trong DABC, ta có thể sử dụng công thức:
Tính góc giữa hai đường thẳng:
	a) 	b) 
	c) 	d) 
Tính số đo của các góc trong tam giác ABC, với:
	a) A(–3; –5), B(4; –6), C(3; 1)	
	b) A(1; 2), B(5; 2), C(1; –3)
	c) 
	d) 
Cho hai đường thẳng d và D. Tìm m để góc giữa hai đường thẳng đó bằng a, với:
	a) .
	b) .
Viết phương trình đường thẳng d đi qua điểm A và tạo với đường thẳng D một góc a, với:
	a) 	b) 
	c) 	d) 
Cho hình vuông ABCD có tâm I(4; –1) và phương trình một cạnh là . 
	a) Viết phương trình hai đường chéo của hình vuông.
	b) Tìm toạ độ 4 đỉnh của hình vuông.
	a)