Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 16 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
16
Dung lượng
1,46 MB
Nội dung
CHỦ ĐỀ 9: BÀI TỐN TÌM ĐIỂM TRÊN ĐỒ THỊ Dạng 1: Tìm điểm M liên quan đến yếu tố độ dài, khoảng cách Điểm M thuộc đồ thị hàm số y f x M x0 ; f x0 Khoảng cách từ điểm M đến trục Ox bằng: d M ; Ox f x0 Khoảng cách từ điểm M đến trục Oy bằng: d M ; Oy x0 Khoảng cách từ điểm M đến đường thẳng : ax by c 0 là: d M ; Khoảng cách hai điểm MN Ví dụ 1: Cho hàm số: y y x xM ax0 b f x0 C a2 b2 xN yM y N x2 C Tìm điểm M thuộc C cho khoảng cách từ M đến đường thẳng x Lời giải a2 Gọi M a; C , a 1 a 1 Khoảng cách từ M đến đường thẳng y x là: a 2a 0 a 2a 0 a 2a 0 a d a2 a a 2 a a 0 M 0; a M 2;0 Vậy tọa độ điểm M cần tìm M 0; M 2;0 Ví dụ 2: Cho hàm số y x 1 C Gọi M điểm nằm đồ thị C H , K tương ứng hình chiếu x vng góc M trục Ox Oy Có điểm M thỏa mãn tứ giác MHOK có diện tích A B C Lời giải D 2a Gọi M a; C a 1 Tứ giác MHOK hình chữ nhật a Ta có: S MHOK MH MK d M ; Ox d M ; Oy a 2a a a 2 a a 2a a 2a 2a a 2a 1 Vậy M ; M :1 Chọn C 2 2a a 0 2a 3a 0 a 2 a Ví dụ 3: Cho hàm số y : y 2 x x C Có điểm M C để khoảng cách từ M đến đường thẳng x A B C Lời giải D a 1 2a 1 a 1 Gọi M a; a C a 1 Ta có: : x y 0 d M ; a 5 2a 2a 3a 2a 5a 0 2a 2a 3 a 2a 2a 3a 2a a 0 a 2 a Vậy có điểm M thỏa mãn yêu cầu tốn Chọn C Ví dụ 4: Cho hàm số y x x Tìm tất điểm M thuộc đồ thị hàm số cho khoảng cách từ M đến trục tung A M 1;0 M 1; B M 0;1 M 2; 1 C M 1;0 D M 2; 1 Lời giải xM 1 yM 0 Khoảng cách từ M đến trục tung 1, suy xM yM 2 M 1;0 M 1; Chọn A Ví dụ 5: Cho hàm số y x x có đồ thị C điểm K 1; 3 Biết điểm M x; y C thỏa mãn xM độ dài KM nhỏ Tìm phương trình đường thẳng OM A y 2 x B y x C y 3x Lời giải D y x Điểm M x; y C M x; x 3x với x Ta có KM x 1; x 3x 3 KM x 1 2 2 x 3x 3 Đặt f x x 1 x 3x 3 Xét hàm số f x đoạn 1; , ta có f x 2 x 1 x 1 x 3x 3 ; x f x 0 x 1 x 1 x 3x 3 0 x 1 Phương trình g x 0; x g x Giá trị nhỏ f x Dấu " " xảy x 1 M 1; OM : y x Chọn D Ví dụ 6: Cho hàm số y 2x C Tổng khoảng cách từ điểm M C đến hai đường tiệm cận x 1 đạt giá trị nhỏ bao nhiêu? A B C Lời giải D 2a Gọi điểm M a; C Hai đường tiệm cận C x y 2 a 1 d1 d M , x 1 a Suy khoảng cách từ M đến hai đường tiệm cận d d M , y a 1 Khi tổng khoảng cách d d1 d a 3 2 a 2 a 1 a 1 Chọn A Ví dụ 7: Tìm tất điểm thuộc trục hoành cách hai điểm cực trị đồ thị hàm số y x3 3x A M 1;0 B M 1;0 C M 2;0 Lời giải D M 1;0 x 0 y 2 A 0; ; B 2; Gọi M t ;0 Ta có: y 3 x x 0 x 2 y 2 Khi MA2 MB t t t 1 M 1;0 Chọn D Ví dụ 8: Có điểm M thuộc đồ thị hàm số y x2 mà khoảng cách từ M đến trục Oy hai x lần khoảng cách từ M đến trục Ox ? A B C Lời giải D a2 Gọi M a; a 1 đồ thị hàm số cho a 1 Ta có: d M ; Oy a ; d M ; Ox a2 a a2 a 2a a2 2 a Theo giả thiết ta có: a a 2a a 2a 3a 0 a 2; a 2 2a a 0 Vậy có điểm A 2; B ; 1 Chọn C Ví dụ 9: Tìm đồ thị hàm số y x 1 điểm M cho khoảng cách từ M đến tiệm cận đứng x ba lần khoảng cách từ M đến tiệm cận ngang đồ thị 7 A M 4; M 2;5 5 B M 4;3 M 2;1 7 D M 4; M 2;1 5 Lời giải C M 4;3 M 2;5 2a Tiệm cận đứng: x 1 Tiệm cận ngang y 2 Gọi M a; a Khi đó: d M ; TCN 2a 2 , d M ; TCD a a a Theo ta có: a 3 a 1 9 a a 4 M 4;3 a M 2;1 Chọn B Ví dụ 10: Giả sử đường thẳng d : x a, a cắt đồ thị hàm số y x 1 điểm nhất, biết x khoảng cách từ điểm đến tiệm cận đứng đồ thị hàm số 1; ký hiệu x0 ; y0 tọa độ điểm Tìm y0 A y0 B y0 5 C y0 1 Lời giải D y0 2 2a Gọi M a; a điểm cần tìm TCĐ đồ thị hàm số cho là: x 1 a a 0 Khi d M ; x 1 1 a 1 a 2 y0 2a 5 a Chọn B Ví dụ 11: Cho hàm số y x 1 C Gọi M điểm thuộc C cho tích khoảng cách từ điểm M đến x trục Ox đến đường tiệm cận ngang Tổng hoành độ điểm M thỏa mãn yêu cầu toán A B C D Lời giải a 1 Gọi M a; a 2 TCĐ: x 2 TCN: y 1 a 2 a) Ta có: d M ; Ox a 1 a 1 1 d d1 ; d M ; TCN : y 1 a a a a 1 2 a a 1 6 Theo ta có: d1d a 1 a a 2a 9a 0 2a a 0 a 1 M 1; a M ;3 2 7 Vậy M 1; M ;3 điểm cần tìm Chọn B 2 Dạng 2: Tìm điểm liên quan đến yếu tố đối xứng, yếu tố khoảng cách Tìm điểm đối xứng: Gọi A a; f a B b; f b a b hai điểm thuộc đồ thị hàm số y f x a b 2 Hai điểm A, B đối xứng qua I ; f a f b 2 a b Hai điểm A, B đối xứng qua trục tung f a f b Tìm điểm A, B thuộc nhánh đồ thị cho độ dài AB ngắn Bài toán: Cho hàm số y ax b C Tìm điểm thuộc nhánh đồ thị C cho ABmin cx d a k d Cách giải: Ta phân tích: y y tiệm cận đứng (C) c cx d c Gọi A x1 ; y1 , B x2 ; y2 điểm thuộc nhánh C ta có: x1 d x2 c a k y1 d d 2 c c. AB x1 x2 y1 y2 Đặt x1 , x2 , c c y a k c c. k2 k2 1 c . c Do 4 k k2 k2 2 2 2 c . c . c . k 8k Do AB 4..2 Dấu xảy k c . c c 1 Ví dụ 1: Cho hàm số y x x x C a) Tìm điểm A B đối xứng qua gốc tọa độ O b) Tìm tọa độ điểm A B đối xứng qua trục Oy Lời giải a) Gọi A a; b B a; b điểm đối xứng qua gốc tọa độ O 0;0 b a 3a 4a Vì A, B thuộc đồ thị C nên ta có: b a a a b a3 3a 4a b a 3a 4a b a 3a 4a 0 6a a 1; b a 1; b 3 Vậy điểm A, B cần tìm là: A 1; 3 : B 1;3 ngược lại b) Gọi A a; b B a; b điểm đối xứng qua trục Oy b a 3a 4a Vì A, B thuộc đồ thị C nên ta có: b a a a b a3 3a 4a b a 3a 4a 3 b a 3a 4a 0 2a 8a a b 0 A B loai a 2; b a 2; b Vậy điểm A, B cần tìm là: A 2; ; B 2; ngược lại Ví dụ 2: Tìm đồ thị hàm số hai điểm A, B thuộc hai nhánh đồ thị hàm số y x cho AB 2x ngắn Lời giải 2x 2 x 2 1 Ta có: y 2x 2x 2 x Đường tiệm cận đứng đồ thị hàm số x 1 Gọi A x1 ; y1 , B x2 ; y2 điểm thuộc nhánh C ta có: x1 x2 1 y1 a 2 AB x1 x2 y1 y2 Đặt x1 1 a, x2 1 b a, b y 1 2 b 1 a b a b ab a b a b 4ab Ta có: 1 AB 4ab ab 8 AB 2 1 2 2 2 ab ab ab a b 1 3 a b 1 A 0; , B 2; Dấu " " xảy 2 2 ab 1 Ví dụ 3: Tìm đồ thị hàm số y x x hai điểm mà chúng đối xứng qua tâm I 1;3 A 0; 2; B 1;0 1;6 C 1; 3; Lời giải D Không tồn 3 Gọi A a; a 3a ; B b; b 3b a b điểm thuộc đồ thị hàm số cho đối xứng qua điểm I 1;3 a b 2 x1 Ta có: 3 a 3a b 3b 2 y1 6 a b 3 a b a b 3 a b a b 2 a b a b 3ab a b a b ab 0 a 0; b a 2; b 0 Vậy 0; 2; cặp điểm cần tìm Chọn A Ví dụ 4: Tìm đồ thị hàm số y x3 11 hai điểm phân biệt mà chúng đối xứng qua x 3x 3 trục tung 16 16 A 3; 3; 3 3 16 16 B 3; 3; 3 3 16 16 C ;3 ;3 D Không tồn Lời giải a3 b3 11 11 a 3a B b; b 3b a b điểm thuộc đồ thị chúng đối Gọi A a; 3 3 xứng qua trục tung a b Khi đó: a 11 b3 11 a 3a b 3b 3 a b 2a a a b a 11 a 11 a 3a a 3a 3 a b a 0 a 3 Với a 0 b 0 A B (loại) 16 16 Với a 3 b 3 A 3; ; B 3; Chọn B 3 3 Ví dụ 5: Tìm đồ thị hàm số y x x hai điểm phân biệt mà chúng đối xứng với qua trục tung A Không tồn C A 1; 1 B 1; 1 B A 2; B 2; D A 3; 13 B 3; 13 Lời giải x xB A x A ; y A A x A 0 Gọi hai điểm thỏa mãn đề y A yB B xB ; yB Khi ta có x A2 x A x A xA xA xA xA 0 L Suy không tồn hai điểm thỏa mãn đề Chọn A Ví dụ 6: Tìm nhánh đồ thị C : y 3x điểm A, B để độ dài AB đạt giá trị nhỏ nhất, x 1 giá trị nhỏ bằng: A Ta có: y B 2 C Lời giải D 3 x x 1 3 3 x 1 x 1 x 1 Đường tiệm cận đứng đồ thị hàm số x Gọi A x1 ; y1 , B x2 ; y2 điểm thuộc nhánh C ta có: x1 x2 y1 3 a 2 AB x1 x2 y1 y2 Đặt x1 a, x2 b a, b y 3 b 2 1 a b a b ab a b a b 4ab Ta có: 9 AB 4ab ab 24 AB 2 1 2 2 2 ab ab ab a b a b 3 Chọn C Dấu xảy ab 1 Dạng 3: Bài tốn tìm điểm kết hợp tốn tương giao tiếp tuyến Bài tốn 1: Tìm hai điểm A a; f a B b; f b a b thuộc đồ thị hàm số y f x C cho tiếp tuyến A B C song song với A, B thỏa mãn điều kiện K Cách giải: Giải hệ phương trình f a f b điều kiện K Bài tốn 2: Tìm hai điểm A, B thuộc đồ thị hàm số y f x C cho AB (hoặc AB / / ) A, B thỏa mãn điều kiện K Cách giải: Dựa vào giả thiết AB AB / / ta viết phương trình đường thẳng AB theo tham số m Viết phương trình hồnh độ giao điểm AB đồ thị C Dựa vào điều kiện K để tìm giá trị tham số m Ví dụ 1: Tiếp tuyến đồ thị hàm số y x x x điểm A 3; cắt đồ thị điểm thứ hai B Điểm B có tọa độ A B 1;10 B B 2;1 C B 2;33 Lời giải D B 1;0 Ta có: y 3 x x y 3 7 PTTT điểm A 3; là: y 7 x 3 7 x 19 (d) Phương trình hồnh độ tiếp điểm đồ thị tiếp tuyến d là: x x x 7 x 19 x 3 x y Vậy B 2;33 Chọn C x 2 y 33 x 0 Ví dụ 2: Tiếp tuyến đồ thị hàm số y x x x điểm A cắt đồ thị điểm thứ hai B 1; Điểm A có tọa độ A A 2;5 B A 1; C A 0;1 Lời giải D A 1; Ta có: y 3 x x , gọi A a; a a a 1 Phương trình tiếp tuyến A là: y 3a 2a 1 x a a a a Phương trình hoành độ giao điểm đồ thị tiếp tuyến là: x3 x x 3a 2a 1 x a a a a x a x xa a x a x a x a 3a 2a 1 x a x a x xa a x a 3a 2a 1 0 x a x xa 2a x a 0 x a x a A x 2a x 2a 1 0 Do xB 2a a 1 A 1; Chọn D Ví dụ 3: Điểm M thuộc đồ thị hàm số C : y x x mà tiếp tuyến C có hệ số góc lớn nhất, có tọa độ A M 0; B M 1;6 C M 1; Lời giải Ta có: k y x x x 1 3 Tiếp tuyến C có hệ số góc lớn hoành độ tiếp điểm x 1 Khi M 1; Chọn C D M 2;6 Ví dụ 4: Cho hàm số y 2x C Gọi A, B điểm phân biệt C cho tiếp tuyến A B x song song với AB 4 Tính T OA OB A T 5 B T 6 C T 7 Lời giải D T 8 Gọi A a; , B b; a, b 1, a b Do tiếp tuyến A, B song song với nên ta có: a 1 b 1 y a y b a 1 2 Ta có: AB a b b 1 a b l a b 2 a 1 b 16 2 a b a b 2 a 1 b 1 ab a b 1 ab 1 16 a b 16 16 a b 4ab 4 ab 2 ab 1 ab 16 16 Đặt t 1 ab ta có: 4t 32 t 8 t 4 ab t t a b 2 ab a b 3 a 3 b 4 Vậy A 1;0 , B 3; ngược lại suy T OA OB 6 Chọn B Ví dụ 6: Cho hàm số y x2 C Gọi A, B điểm phân biệt C cho tiếp tuyến A B x song song với tam giác OAB vuông O Tính độ dài AB A AB 4 B AB 2 C AB 2 Lời giải D AB a2 b2 Gọi A a; , B b; Do tiếp tuyến A, B song song với nên ta có: a b y a y b 1 a 1 1 b 1 a b a b 2 a 1 b Mặt khác OAB vuông O nên: OA.OB ab ab a b a 1 b 1 a b ab ab 0 ab 0 ab 0 ab a b ab 0 a 0, b 2 a 2, b 0 Vậy điểm cần tìm A 2;0 , B 0; AB 2 Chọn C Ví dụ 7: Cho hàm số y x x C Gọi A, B điểm phân biệt C cho tiếp tuyến A B có hệ số góc đường thẳng qua A, B vng góc với đường thẳng d : x y 0 Tính độ dài AB A AB 8 B AB 12 3 Gọi A a; a 4a 3 , B b; b 4b C AB 6 Lời giải D AB 6 26 a b a b l 2 Ta có: y a y b 3a 3b a b 3 2 +) Ta có: AB b a; b a b a b a; b a b ba a , ud 5;1 2 2 Do chọn u AB 1; b ab a u AB ud 0 b ab a 0 a b ab 9 a 3, b a 9 a 3; b 3 Vậy A 3;18 , B 3; 12 ngược lại suy AB 6 26 Chọn D Ví dụ 8: Cho hàm số y x x có đồ thị C Xét điểm M thuộc C Tiếp tuyến C M cắt C điểm thứ hai N M N thỏa mãn xM xN Hoành độ điểm M A B C Lời giải D 3 y m 3m2 Vì M C M m; m 3m Ta có y 3 x Phương trình tiếp tuyến C M y y m y m x m y m3 3m 3m2 3 x m y 3m 3 x m m3 3m (d) 3 Hoành độ giao điểm d C nghiệm phương trình x 3x 3m 3 x m m 3m x3 m3 x m 3m2 3 x m x m x mx m2 x m 3m 3 x m x m 0 2 x mx m 3m x m x m x m x 2m 0 x mx 2m x m x 2m xM m xM xN m 2m m m 3 Suy xN 2m Vậy xM 3 Chọn A Ví dụ 9: Cho hàm số y 2x C Gọi A, B điểm phân biệt C cho A, B đối xứng x qua đường thẳng d : x y 11 0 Tính tổng tung độ y A yB A y A yB 3 B y A yB 2 Viết lại phương trình đường thẳng d : y C y A yB Lời giải 11 x 5 D y A yB 4 Vì AB d nên phương trình đường thẳng AB có dạng: y 5 x m Phương trình hồnh độ giao điểm AB C là: 2x 5 x m x x 1 g x 5 x m x m 0 Để AB cắt C điểm phân biệt g x 0 có nghiệm phân biệt khác g 1 0 I 0 (*) m 12 m 3 7 m x1 x2 Khi gọi A x1 ;5 x1 m , B x2 ;5 x2 m Theo định lý Viet ta có: x x m x x x1 x2 7 m m7 m hay I ; Trung điểm I AB : I ; d 2 10 m 5m 35 11 m 10 Với m tm A 0; , B 2;7 y A y B 4 Chọn D Ví dụ 10: Cho hàm số y x C điểm C , D thuộc đường thẳng d : y x Gọi điểm A, B x2 hai điểm phân biệt nằm C cho tứ giác ABCD hình chữ nhật có đường chéo Độ dài AB thỏa mãn B AB A AB C AB 2 D AB Lời giải Do AB / / CD nên phương trình đường thẳng AB : y x m m 4 PT hoành độ giao điểm AB C là: x x m x2 x g x x m 1 x 2m 0 g 0 3 0 m 6m x1 x2 m x1 x2 2m Khi gọi A x1; x1 m , B x2 ; x2 m ta có: 2 2 Ta có: AB 2 x1 x2 2 x1 x2 x1 x2 2 m 6m , AD d AB; CD m4 2 2 AB AD AC 2 x1 x2 m 8m 16 2 2 x1 x2 x1x2 2 m 6m 3 m 25 m 8m m 21 loai 2 x1 1 A 1;0 , B 1; Với m x1 A 1; , B 1;0 Kết luận: Vậy điểm thỏa mãn ycbt là: 1;0 , 1; AB 2 Chọn D Ví dụ 11: [Đề thị THPT Quốc gia 2018] Cho hàm số y x có đồ thị C Gọi I giao điểm x2 hai tiệm cận C Xét tam giác ABI có hai đỉnh A, B thuộc C , đoạn thẳng AB có độ dài A B C 2 Lời giải D Giao điểm đường tiệm cận I 2;1 tâm đối xứng đồ thị hàm số Hàm số cho hàm đồng biến, có trục đối xứng đường phân giác đường tiệm cận có phương trình y x y x Do tính chất đối xứng nên AB d : y x AB : y x m Phương trình hồnh độ giao điểm C AB là: x x m x2 x g x x m 1 x 2m 0 m 1 2m Điều kiện để AB cắt C điểm phân biệt là: g 0 x1 x2 m x1 x2 2m Khi gọi A x1; x1 m ; B x2 ; x2 m , theo Viet ta có: Tam giác ABC ln cân I suy IH m 3 AB d I ; AB AB 2 2 2 x1 x2 m 3 3 x1 x2 x1 x2 3 m 2m 8m m 6m 15 AB m 6m 4 Chọn B Dạng 4: Tìm điểm cố định điểm có tọa độ nguyên thuộc đồ thị hàm số Tìm điểm cố định: Gọi M x0 ; y0 điểm cố định mà đồ thị hàm số y f x ln qua Khi y0 f x0 biến đổi phương trình dạng m g x0 ; y0 h x0 ; y0 0 g x0 ; y0 0 Tọa độ điểm M h x ; y 0 Giải hệ phương trình Tìm điểm có tọa độ nguyên: y f x Điểm M x; y C : y f x có tọa độ nguyên tọa độ điểm M x; y thỏa mãn x y Ví dụ 1: Cho hàm số C : y x mx m Tọa độ điểm cố định thuộc đồ thị C A 1;0 1;0 B 1;0 0;1 C 2;1 2;3 Lời giải D 2;1 0;1 Gọi M x0 ; y tọa độ điểm cố định C ta có: y0 x0 mx0 m m x02 0 x0 1 m x 1 x y 0 m 2 x0 y0 0 y0 0 x0 1; y0 0 x 1; y 0 Vậy tọa độ điểm cố định thuộc đồ thị C 1;0 1;0 Chọn A Ví dụ 2: Gọi điểm M , N điểm cố định mà đồ thị hàm số y x 3mx 3mx 1 C ln qua Tính độ dài MN A MN 1 B MN C MN 2 Lời giải D MN 4 Gọi M x0 ; y0 tọa độ điểm cố định thuộc C ta có: y0 x0 3mx0 3mx0 1 m x02 x0 0 3m x x0 y0 x 0 m y0 x0 x0 1; y0 0 x 0; y Vậy M 1;0 , N 0; 1 MN Chọn B Ví dụ 3: Cho hàm số y mx 3mx m 1 x C Phương trình đường thẳng qua điểm cố định đồ thị hàm số cho A y x B y 2 x C y x Lời giải D y x Gọi M x0 ; y0 tọa độ điểm cố định thuộc C ta có: y0 mx0 3mx0 m 1 x0 m x03 3x02 x0 0 m x 3x x0 x0 y0 0 m * y0 x0 Như đồ thị hàm số qua điểm cố định nghiệm hệ phương trình (*) điểm thuộc đường thẳng y x Chọn A Ví dụ 4: Biết đồ thị hàm số y x mx m qua hai điểm cố định A B Tính độ dài đoạn thẳng AB B AB 2 A AB 2 C AB 1 Lời giải D AB 4 Gọi M x0 ; y0 tọa độ điểm cố định thuộc C ta có: y0 x0 mx0 m m x02 0 m x 1 x y0 0 m x y 0 x0 1, y0 0 x 1, y 0 Khi A 1;0 , B 1;0 AB 2 Chọn B Ví dụ 5: Có thuộc đồ thị hàm số C : y A Ta có: y B 2x mà tọa độ số nguyên? x 1 C Lời giải D x 2 x 1 4 2 x 1 x 1 x 1 Điểm có tọa độ nguyên x x Ư 1; 2; 4 Khi có điểm có tọa độ nguyên thuộc C : y 2x Chọn D x 1 Ví dụ 6: Gọi M , N hai điểm thuộc đồ thị hàm số y 3x C cho tọa độ chúng số x 1 nguyên Tính độ dài MN A MN 2 Ta có: y B MN C MN 2 Lời giải D MN 4 x x 1 1 3 x 1 x 1 x 1 x Điểm có tọa độ nguyên x x Ư 1 1 x 1 Khi có điểm có tọa độ nguyên thuộc C : y x x 0 2x M 2; , N 0; x 1 Khi MN 2 Chọn A Ví dụ 7: Có thuộc đồ thị hàm số C : y A Ta có: y B x x 15 mà tọa độ số nguyên? x 3 C Lời giải x x 15 x x x 9 x x 3 x 3 x 3 D x x x Điểm có tọa độ nguyên x x Ư 1; 3; 9 x 0 x 12 x 6 Từ suy có điểm có tọa độ số nguyên thuộc C Chọn A Ví dụ 8: Có thuộc đồ thị hàm số y A Ta có: y B 3x mà tọa độ số nguyên? 2x C Lời giải D 3x x 14 x 1 17 17 2y 3 2x 2x 2x 2x Điểm có tọa độ nguyên x x Ư 17 1; 17 x 17 x Suy x 1 x 17 x y 1 x 0 y Có điểm có tọa độ số nguyên Chọn D x 1 y 10 x 9 y 2