Hệ trục tọa độ mặt phẳng oxy

A. MỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ BẢN.  Tọa độ điểm: M (x M ;y M ); N(x N ;y N )  Vector: ( ; ) N M N M MN x x y y    Tọa độ vector : ( ; ); ' ( '; ')n a b n a b  Độ dài của vetor: 2 2 2 '2 ; ' 'n a b n a b     Tích vô hướng của 2 vector: . ' . ' . 'nn aa bb  Góc giữa hai vector: .' cos( ; ') .' nn nn nn  Quan hệ giữa 2 vector: Xét 2 vector ( ; ); ' ( '; ')n a b n a b ,ta có:  Hai vector cùng phương  '' '' ab hay ab ba ab   Hai vector vuông góc . ' 0nn   Hai vector bằng nhau  ' ' { aa bb   B. PHƢƠNG TRÌNH ĐƢỜNG THẲNG: 1) Lý thuyết: Ta xét phương trình tổng quát của đường thẳng:Cho đường thẳng (d) có vector pháp tuyến ( ; )n a b và đi qua M(x o ;y o ). Khi đó phương trình đường thẳng (d) là: a(x-x 0 )+b(y-y 0 )=0  ax+by+c=0  Khoảng cách từ điểm N(x N ;y N ) tới đường thẳng (d) ax+by+c=0 là: 22 || NN ax by c ab d     Cos sin góc tạo bởi 2 đường thẳng:Cho đường thẳng (d 1 ) có vector chỉ pháp tuyến 1 n và đường thẳng (d 2 ) có vector chỉ pháp tuyến 2 n , ta có: 1 2 1 2 ; ) |cos( ; )|cos( d n nd  Chuyên đề  Lƣu ý: - Trong công thức cosin , ta có thể sử dụng 2 vector chỉ phương thay vì dùng hai vector pháp tuyến. - Đường thẳng có vector pháp tuyến là (a;b) thì có vector chỉ phương là (-b;a) và ngược lại. 2) Các dạng bài tập liên quan đến đường thẳng: a) Phương trình đường thẳng(d) qua 2 điểm A,B: Tính vector AB => vtpt của (d) là …  Phương trình đường thẳng (d) là: b) Phương trình đường thẳng qua A(x A ;y A ) và song song với (d’) ax+by+c=0. Phương trình đường thẳng (d) có dạng: ax+by+c’=0 ( ')cc Có : ()Ad => ax A +by A +c’=0 giải được c’ Vậy phương trình đường thẳng (d) là: c) Phương trình đường thẳng qua A(x A ;y A ) và vuông góc với (d’)ax+by+c=0 (d’)ax+by+c=0 => vtpt của (d’)=> vtpt của (d) là …….( vì (d) và (d’) vuông góc) => phương trình của (d) là: d) Phương trình đường thẳng(d) qua M(x 0 ;y 0 ) và cách N(x N ;y N ) một khoảng bằng k: Gọi ( ; )n a b là vtpt của (d)  phương trình của (d) là: a(x-x 0 )+b(y-y 0 )=0 Ta có: 00 22 | ( ) ( )| [ ;( )] NN a x x b y y k ab d N d       ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………… e) Phương trình đường thẳng qua M(x 0 ;y 0 ) và tạo với (d’)a’x+b’y+c’=0 một góc  : (d’)a’x+b’y+c’=0 => vtpt của (d’) là ' ( '; ')n a b Gọi ( ; )n a b là vtpt của (d)  phương trình của (d) là: a(x-x 0 )+b(y-y 0 )=0 Ta có: ; ') |cos( ; ') | coscos( d n nd   ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……… f) Tìm hình chiếu của điểm N(x N ;y N ) lên đường thẳng (d) ax+by+c=0 (d) ax+by+c=0 => vector pháp tuyến ( ; )n a b Gọi I(x I; y I ) là hình chiếu của N lên (d). Ta có 2 phương án giải quyết: Cách 1: có ( ) 0 II I d ax by c     Có: NI n  I N I N x x y y ab   Giải được I Cách 2:Dựng phương trình đường thẳng IN ( IN nhận ( ; )n a b làm vtcp và đi qua N) I là giao điểm của IN và (d) => tìm được I  Lƣu ý:Để viết được phương trình đường thẳng ta cần có điểm đi qua M và: - Vector pháp tuyến - Vector chỉ phương - Khoảng cách từ N đến đường thẳng đó. - Góc tạo bởi đường thẳng đó và một đường thẳng (d’).  Lưu ý các bài toán về phân giác trong và phân giác ngoài. ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… C. PHƢƠNG TRÌNH ĐƢỜNG TRÒN: 1. Lý thuyết: Cho đường tròn tâm I(x 0 ;y 0 ) bán kính R,ta có phương trình đường tròn là : (x-x 0 ) 2 +(y-y 0 ) 2 =R 2 hay x 2 +y 2 -2ax-2by+c=0 ( 2 2 2 bRca ) 2. Một số dạng bài tập: a) Xác định tâm và bán kính: - tâm là trung điểm của đường kính. - Bán kính bằng khoảng cách từ tâm tới một điểm trên đường tròn hay bán kính là một nữa đường kính và bán kính cũng là khoảng cách từ tâm đến 1 tiếp thuyến bất kì của đường tròn. b) Phương trình đường tròn (S) đi qua 3 điểm A,B,C: Gọi I(x 0 ;y 0 ) là tâm của đường tròn cần tìm. R là bán kính của đường tròn đó, ta có: (S) : (x-x 0 ) 2 +(y-y 0 ) 2 =R 2 Ta có: 2 2 2 00 2 2 2 00 2 2 2 00 ) ( ) ) ( ) ) ( ) ( ) ( ( ) ( ( ) ( AA BB CC x y y R x y y R x y y R A S x B S x C S x                   Từ 3 phương trình trên trừ nhau từng đôi một ta có hệ phương trình 2 ẩn để giải x 0 ;y 0 từ đó giải được R => phương trình của (S) c) Phương trình đường tròn đi qua 2 điểm A,B và tiếp xúc với đường thẳng (d) ax+by+c=0. Gọi I(x 0 ;y 0 ) là tâm của đường tròn cần tìm. R là bán kính của đường tròn đó, ta có: (S) : (x-x 0 ) 2 +(y-y 0 ) 2 =R 2 Ta có: 2 2 2 00 2 2 2 00 00 22 ) ( ) (1) ) ( ) (2) || [ ;( )] (3) ( ) ( ( ) ( AA BB x y y R x y y R ax by c d I d R ab A S x B S x                Bình phương phương trình (3) rồi thế vào 2 phương trình đầu ta có 2 phương trình để giải x 0 ;y 0 . Từ đó giải được R và tìm được phương trình (S). *** BÀI TOÁN VỀ SỰ TƢƠNG GIAO CỦA ĐƢỜNG THẲNG VÀ ĐƢỜNG TRÒN. 1) Lý thuyết: 2) Các dạng bài toán liên quan: a) Cho đường tròn (S) tâm I(x 0 ;y 0 ) bán kính R, viết phương trình đường thẳng (d) qua M(x M ;y M ) cắt (S) một dây cung có độ dài bằng k. Ta có   22 ; ( ) 2 k d I d R   Tới đây bài toán đưa về dạng phương trình đường thẳng qua 1 điểm và biết khoảng cách từ nó tới một điểm khác. (d) R d I;(d) I b) Phương trình tiếp tuyến tại điểm M(x M ;y M )của đường tròn tâm I bán kính R: Ta có: MI là vector pháp tuyến của tiếp tuyến cần tìm. Từ đó ta viết được tiếp tuyến c) Phương trình tiếp tuyến qua điểm M(x 0 ;y 0 ) hay xuất phát từ M(x 0 ;y 0 ) của đường tròn(S) tâm I(x I ;y I ) bán kính R. Gọi ( ; )n a b là vector pháp tuyến của tiếp tuyến (d) cần tìm. => Phương trình (d): a(x-x 0 )+b(y-y 0 )=0 Vì (d) là tiếp tuyến của (S) nên [ ;( )]d I d R ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………. D. PHƢƠNG TRÌNH ELIP: Phương trình tổng quát của Elip (E) là : 22 22 1 xy ab  Tâm sai: c e a  Bán kính qua tiêu của (E): 12 ; MM MF a ex MF a ex    Nên 12 ( ) 2M E MF MF a    CÁC DẠNG BÀI TẬP THƢỜNG GẶP: 1) Phương trình chính tắc của Elip qua M và M nhìn 2 tiêu điểm một góc là  . Ta sử dụng bán kính qua tiêu và kết hợp với định lý sin , định lý cos để giải 2) Phương trình đường tròn đi qua giao điểm của 2 Elip 22 22 1 xy ab  và 22 22 11 1 xy ab  :  Lý luận nền tảng: 22 22 2 2 2 2 22 22 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 x y l l x y l a b a b x y k k x y k a b a b            22 2 2 2 2 11 ( ) ( ) ( ) l k l k x y l k a a b b      Chọn l,k sao cho 2 2 2 2 11 l k l k a a b b    Gọi A,B,C,D là giao điểm của 2 elip trên ta có: …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………. E. MỘT SỐ BỔ ĐỀ PHỤ: a) Cho tam giác ABC có đường phân giác trong của góc A là AD. E thuộc AB. Gọi đường thẳng Et vuông góc với AD tại I và cắt AC tại E’. Chứng minh. E đối xứng E’ qua AD. Ứng dụng: Cho tam giác ABC có A(2;-1) và 2 phân giác trong của góc B,C là x-2y+1=0 và x+y+3=0. Viết phương trình BC. b) Cho tam giác ABC. Gọi M là trung điểm BC. Gọi H, O là trực tâm tam giác và tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC. Chứng minh: 2AH OM ứng dụng: c) Cho tam giác ABC có H là trực tâm , G là trọng tâm, O là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC. Chứng minh: 2HG GO I A B C D E E' M O H C A B D d) Cho hình vuông ABCD , M là trung điểm AB, trên BC lấy N sao cho BN=2NC. Gọi H là giao điểm DM với AC. Chứng minh NHD là góc vuông. Một số tính chất cần lƣu ý:Gọi K là giao điểm AC và DN, ta luôn có những dữ sau đây: NK=DN/4 ; CK=AC/4 MH=MH/3 ;AH=AC/3 Đó là một số dữ kiện thay thế đề bài e) Cho hình vuông ABCD có M là trung điểm AB, N là trung điểm AC. Chứng minh MD vuông góc CN G H O A B C H M B D A C N f) Cho hình chữ nhật ABCD, Có I là giao điểm 2 đường chéo, M là điểm thuộc AB. Gọi M’ là giao điểm MI và CD. Chứng minh I là trung điểm MM’ Ngoài ra: ABCD có thể là các hình sau: -Hình bình hành - Hình vuông - Hình thoi g) (Đƣợc sử dụng trực tiếp không cần chứng minh).Cho đường tròn tâm O, từ điểm A ở ngoài đường tròn kẻ tiếp tuyến AB và cát tuyến ACD. Chứng minh: 2 .AC AD AB (phƣơng tích). H N M D B A C I B A C D M M' C O A D . KIẾN THỨC CƠ BẢN.  Tọa độ điểm: M (x M ;y M ); N(x N ;y N )  Vector: ( ; ) N M N M MN x x y y    Tọa độ vector : ( ; ); ' ( '; ')n a b n a b  Độ dài của vetor: 2. ' . 'nn aa bb  Góc giữa hai vector: .' cos( ; ') .' nn nn nn  Quan hệ giữa 2 vector: Xét 2 vector ( ; ); ' ( '; ')n a b n a b ,ta có:  Hai vector. x                   Từ 3 phương trình trên trừ nhau từng đôi một ta có hệ phương trình 2 ẩn để giải x 0 ;y 0 từ đó giải được R => phương trình của (S) c) Phương