Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 17 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
17
Dung lượng
1,01 MB
Nội dung
Hình học 10| HÌNH HỌC 10 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG MẶT PHẲNG BÀI 1: PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THẲNG DẠNG 3: GÓC GIỮA HAI ĐƯỜNG THẲNG Loại 1: Tính góc hai đường thẳng I BÀI TẬP TỰ LUYỆN.LÝ THUYẾT I I chất Tính nhọn=trong số bốn góc gọi góc hai đường thẳng 1 Kí hiệu 1 , - Nếu= 1 1 , 2 900 - Nếu= 1 , song song hay trùng 1 , 00 I thức tính góc Cơng - Cho hai đường thẳng 1 , có vectơ pháp tuyến n1 a1; b1 n2 a2 ; b2 Đặt 1 , cos cos n1 , n2 n1.n2 n1 n1 a1a2 b1b2 hay cos a12 b12 a22 b22 - Chú ý: Có thể sử dụng vectơ phương hai đường thẳng thay cho vectơ pháp tuyến công thức II = = =I BÀI TẬP TỰ LUẬN Ví dụ Ví Tính số đo góc hai đường thẳng 1 , có phương trình 1 : x y 2 : x y Lời giải Hai đường thẳng 1 , có vectơ pháp tuyến n1 4; n2 1;3 Do đó: cos 1 , cos n1 , n2 1 , 450 1| n1.n2 n1 n1 2 STRONG TEAM TOÁN VD–VDC - HaiIđường thẳng 1 , cắt tạo thành góc Nếu 1 , khơng vng góc với góc | Chương 3: Ví dụ Ví x 3t Tính số đo góc hai đường thẳng 1 , có phương trình 1 : y 2t x 3 2t 2 : y 3t Lời giải Hai đường thẳng 1 , có vectơ phương u1 3; 2 u2 2;3 STRONG TEAM TỐN VD–VDC Vì u1.u2 nên 1 Suy 1 , 2 900 Ví dụ Ví Cho tam giác ABC , biết A 1;1 , B 3;2 , C 1;3 Tính góc hai đường thẳng AB, AC Lời giải Hai vectơ AB 2;1 , AC 0; vectơ phương hai đường thẳng AB, AC nên cos AB, AC cos AB, AC AB AC AB AC Do đó: AB, AC 63, 430 Ví dụ Ví x t Tính số đo góc hai đường thẳng 1 , có phương trình 1 : y 2t 2 : x y Lời giải x t Đường thẳng 1 : có vectơ phương u1 1; 2 nên nhận vectơ n1 2;1 làm vectơ y 2t pháp tuyến Đường thẳng 2 : x y nhận n2 1;1 làm vectơ pháp tuyến Do đó: cos 1 , cos n1 , n2 n1.n2 n1 n1 1 , 18, 430 10 Ví dụ Ví Tính số đo góc hai đường thẳng d1 , d có phương trình Strong Team Tốn VD–VDC | Hình học 10| x 3t x y d : d1 : y 3 t Lời giải x 2t Đường thẳng d1 : có vectơ phương u1 2; 1 nên nhận vectơ n1 1; làm vectơ y 3 t pháp tuyến Đường thẳng d viết lại dạng d2 : x y Khi d nhận n2 2;3 làm vectơ pháp tuyến n1.n2 n1 n1 d1 , d 7,120 65 Ví dụ Ví Cho hai điểm A 2;5 , B 4;3 Tính số đo góc đường thẳng AB đường thẳng d : y x Lời giải Đường thẳng AB có vectơ phương u1 AB 1; 1 Đường thẳng d : y x viết lại dạng d : x y nhận n2 2; 1 làm vectơ pháp tuyến nên có vectơ phương u2 1; Do đó: cos AB, d cos u1 , u2 AB, d 71,570 10 Ví dụ Ví Tìm m để góc hai đường thẳng d1 : m 3 x m 1 y m d2 : x y 5m 900 Lời giải Hai đường thẳng d1 , d có vectơ pháp tuyến n1 m 3; m 1 , n2 1; Để d1 , d2 900 n1.n2 m 3 m 1 m BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: d1 : x y đường thẳng d1 d Cho hai đường thẳng A 30 Chọn C Cách : 3| B 60 d2 : x y C 90 Lời giải Tính góc hai D 45 STRONG TEAM TOÁN VD–VDC Ta có: cos d1 , d cos n1 , n2 | Chương 3: n (1;2) Từ đề ta có véctơ pháp tuyến d1 , d n2 (2; 1) n n 1.2 2.(1) Ta có : cos(d1 , d2 ) cos(n1 , n2 ) n1 n2 12 22 22 12 (d1 , d2 ) 900 Cách : Do n1.n2 1.2 2.(1) nên d1 d2 hay (d1 , d2 ) 900 STRONG TEAM TOÁN VD–VDC Câu 2: x 1 t x 2m Tính góc hai đường thẳng: ,với t , m hai tham số y 3t y 1 4m A 300 B 600 C 900 D 450 Lời giải Chọn D x 1 t Đường thẳng: có véctơ phương u1 1; 3 y 3t x 2m Đường thẳng: có véctơ phương u 1; y 1 4m cos d1 ; d cos u1 ; u2 Câu 3: u1 u2 u1 u2 d1 ; d 450 Cho hai đường thẳng d1 : y x d2 : y 10 Tính góc hai đường thẳng d1 d A 45 B 75 D 3025 C 30 Lời giải Chọn A n (1;1) Từ đề ta có véctơ pháp tuyến d1 , d n (0;1) Ta có : cos(d1 , d2 ) cos(n1 , n2 ) n1 n2 n1 n2 1.0 1.1 1 2 Suy (d1 , d2 ) 45 Câu 4: Tìm góc đường thẳng 1 : x y : y B 125 A 60 Chọn D C 145 Lời giải Có n1 (2; 3) , n2 (0;1) cos 1 , cos n1 , n2 2.0 3.1 (2 3) 2 2 D 30 3 1 , 2 300 Strong Team Toán VD–VDC | Hình học 10| Câu 5: Tính góc hai đường thẳng: y 3x y x – A 300 B 600 C 900 Lời giải Chọn D Đường thẳng: y 3x có véctơ pháp tuyến n1 3;1 D 450 Đường thẳng: y x – có véctơ pháp tuyến n2 2; 1 n1 n2 cos d1 ; d cos n1 ; n2 Câu 6: n1 n2 d1 ; d 450 x 1 y ; d2 : x – y là: 1 B 60 C 45 Lời giải Góc hai đường thẳng d1 : A 30 D 2312' x 1 y có véctơ pháp tuyến n1 1; 1 Đường thẳng: d2 : x – y có véctơ pháp tuyến n2 1; 3 Đường thẳng: d1 : Đặt góc hai đường thẳng d1 d cos Câu 7: 1.1 3 12 22 12 3 2 45 Cho hai đường thẳng d1 : x y d2 : y x Góc hai đường thẳng d1 d : A 30 B 60 C 90 Lời giải D 45 Chọn C Đặt góc hai đường thẳng d1 d Khi tính cơng thức: cos 1.2 1 12 22 22 12 90 Cách 2: Nhận thấy a.a b.b 1.2 1 d1 d2 d1; d 90 Câu 8: Tính cơsin góc hai đường thẳng: d : 5x y ; d ' : A 13 B 13 C 10 13 Lời giải Chọn D n (5;1) Từ đề ta có véctơ pháp tuyến d , d ' n ' (5; 1) cos d , d ' 5| 5.5 1 1 25 25 12 13 x y 1 D 12 13 STRONG TEAM TOÁN VD–VDC Chọn C | Chương 3: Câu 9: x 15 12t Tìm cơsin góc đường thẳng 1 : 3x y : y 5t 33 63 33 63 A B C D 65 65 65 65 Lời giải Chọn D Vectơ pháp tuyến đường thẳng 1 n1 (3; 4) Vectơ pháp tuyến đường thẳng n2 (5; 12) STRONG TEAM TOÁN VD–VDC Gọi góc gữa 1 , : cos n1.n2 n1 n2 33 65 x t Câu 10: Tìm cơsin góc đường thẳng 1 : 10 x y : y 1 t A 10 B 10 10 C 10 10 D Lời giải Chọn C Vectơ pháp tuyến 1 , n1 (2;1), n2 (1;1) cos 1 , cos n1 , n2 Câu 11: n1.n2 10 n1 n2 x y Tìm góc hai đường thẳng d : : x y 2 A 30 B 60 C 45 Lời giải Chọn C Đường thẳng d có vectơ pháp tuyến: nd 2; 1 ; D 125 Đường thẳng có vectơ pháp tuyến: n 1; 3 ; cos nd , n nd n | nd | | n | 2.1 1.3 22 1 3 2 n d , n 45 Góc hai đường thẳng d 45 Câu 12: Tính cơsin góc đường thẳng AB AC Biết A 3; 2 , B 0;1 , C 1;5 A 31 130 B 21 130 C 41 130 D 130 Lời giải Chọn D AB 3; 1 ; AC 2;3 Strong Team Toán VD–VDC | Hình học 10| cos AB, AC AB AC 63 | AB | | AC | 10 13 130 Loại 2: CHO GIẢ THIẾT GĨC, VIẾT PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THẲNG I = = II = I = =I LÝ THUYẾT BÀI TẬP TỰ LUẬN Ví dụ M 2;1 tạo với d góc 450 Lời giải Gọi đường thẳng cần tìm; n A, B VTPT A B2 0 Để lập với d góc 450 thì: cos 450 A 2B A2 B A 3B A B A2 B B 3A + Với A 3B , chọn B 1 A ta phương trình :3x y + Với B A , chọn A B ta phương trình : x y Ví dụ Ví Cho đường thẳng d có phương trình: x y Viết phương trình đường thẳng qua A 2;0 tạo với d góc 450 Lời giải Gọi đường thẳng cần tìm; n A, B VTPT A B2 0 Để lập với d góc 450 thì: cos 450 A 3B A2 B 10 A 2B A 3B 10 A2 B B 2 A + Với A 2B , chọn B A ta phương trình :2 x y + Với B 2 A , chọn A B 2 ta phương trình : x y 7| STRONG TEAM TỐN VD–VDC Ví Cho đường thẳng d có phương trình: x y Viết phương trình đường thẳng qua | Chương 3: Ví dụ Ví Viết phương trình đường thẳng qua B(4;5) tạo với đường thẳng : x y góc 450 Lời giải Gọi đường thẳng d qua B(4;5) có véctơ pháp tuyến n ( A; B); A2 B STRONG TEAM TỐN VD–VDC Ta có (, d ) 45 cos n , nd cos 45 n , nd nA nd 2 A B | 7A B | | A B | A2 B 24 A2 14 AB 24 B 50 A2 B A B Với A B chọn B 4; A 3 d : 3x y 32 Với A B chọn B 3; A d : x y Ví dụ Ví x 3t Viết phương trình đường thẳng qua B(1;2) tạo với đường thẳng d : y 2t góc 60 Lời giải Gọi đường thẳng qua B(1;2) có véctơ pháp tuyến n (a; b) với a b2 Ta có (, d ) 60 cos n , nd cos 60 | 2a 3b | 13 a b2 n nd n nd | 2a 3b | 13 a b2 3a 48ab 23b2 24 13 b a 24 13 b a Strong Team Toán VD–VDC | Hình học 10| Với a 24 13 b chọn b 3; a 24 13 3 : (13 24) x y 13 30 Với a 24 13 b chọn b 3; a 24 13 3 : (13 24) x y 13 30 Ví dụ Ví Trong mặt phẳng tọa độ vng góc Oxy , cho hai đường thẳng d1 : x y tam giác cân có đỉnh giao điểm d1 d Lời giải Gọi phương trình đường thẳng d qua điểm P có véctơ pháp tuyến n ( A; B), A2 B , Theo giả thiết ta có d , d1 d , d2 cos d , d1 cos d , d | 2A B | 5 A B 2 | A 4B | A2 B A 3B 2(2 A B) A B 2 | A B || A B | 2(2 A B) 2 A B A B Với A 3B chọn B 1; A d : 3x y 10 Với A B chọn B 3; A d : x y Ví dụ Ví Trong mặt phẳng tọa độ vng góc Oxy , cho tam giác cân PQR , biết phương trình cạnh đáy PQ : x y 0, cạnh bên PR : x y Tìm phương trình cạnh bên RQ biết qua điểm D(1;1) Lời giải Gọi véctơ pháp tuyến RQ n ( A; B), A2 B , Vì tam giác PQR cân R nên ( RQ, PQ) ( PQ, PR) cos( RQ, PQ) cos( PQ, PR) 9| STRONG TEAM TOÁN VD–VDC d2 : x y Viết phương trình đường thẳng qua điểm P(3;1) cùng với d1 , d , tạo thành | Chương 3: | A 3B | 13 A2 B | A 3B | A2 B 13 A B A 24 AB 17 B A 17 B 17 Với A B chọn B 7; A 17 RQ :17 x y 24 2 Với A B chọn loại RQ / /PR STRONG TEAM TỐN VD–VDC Vậy đường thẳng cần tìm RQ :17 x y 24 BÀI TẬP TỰ LUYỆN II I = Bài = Ví =I Trong mặt phẳng tọa độ Oxy , cho điểm A 1;5 đường thẳng d : x y Viết phương trình đường thẳng qua A tạo với d góc 45 Lời giải Gọi n a; b (a b2 0) VTPT đường thẳng Ta có : cos 45 a 2b a b2 a 3b a 2b a b2 3a 8ab 3b2 b 3a +/ Với a 3b , chọn a 3, b ta có phương trình : 3x y +/ Với b 3a , chọn a 1, b 3 ta có phương trình : x y 14 Bài Ví Trong mặt phẳng tọa độ Oxy , cho tam giác ABC vng cân A có phương trình đường thẳng AB x y , điểm M 1; nằm đường thẳng BC Tìm tọa độ đỉnh B Lời giải Gọi n a; b (a b2 0) VTPT BC , ta có ABC 45 nên suy cos AB; BC Suy 2a b a b2 a 3b 2a b a b 3a 8ab 3b b 3a +/ Với a 3b , chọn a 3, b ta có phương trình BC : 3x y 2 x y B AB BC nên suy tọa độ điểm B nghiệm hệ phương trình B 2; 1 3x y +/ Với b 3a , chọn a 1, b 3 ta có phương trình BC : x y Strong Team Toán VD–VDC | 10 Hình học 10| x 3y B AB BC nên suy tọa độ điểm B nghiệm hệ phương trình B 4;3 2 x y Vậy B 2; 1 B 4;3 Bài Ví Trong mặt phẳng tọa độ Oxy , cho hai đường thẳng d1 : x y ; d2 : x y Gọi A giao điểm d1 d Viết phương trình đường thẳng d qua điểm N 5;7 cắt d1 ; d hai điểm B, C thỏa mãn BC AB Lời giải A Vậy ta cần viết phương trình đường thẳng d qua N 5;7 tạo với d1 góc 45 Gọi n a; b (a b2 0) VTPT d Ta có : a 2b a b2 a 3b a 2b a b2 3a 8ab 3b2 b 3a +/ Với a 3b chọn a 3; b 1 ta có phương trình d : 3x y +/ Với b 3a chọn a 1; b ta có phương trình d : x y 26 Bài Ví Trong mặt phẳng Oxy , cho hình vng ABCD tâm I Gọi M , N trung điểm AB, IC Giả sử M 1; , N 2;5 Viết phương trình đường thẳng CD Lời giải Gọi P giao điểm MN CD NM NA 3IN 1 Theo Talet ta có : NP NM 3; 3 1;1 NP NC IN 3 P 3;6 Gọi n a; b véc tơ pháp tuyến CD , ta cần tính góc NP CD 11 | STRONG TEAM TOÁN VD–VDC Ta nhận thấy d1 d ABC vuông A , kết hợp với BC AB suy ABC vuông cân | Chương 3: Gọi H trung điểm CD , ta có tam giác MHP vng H Theo Talet ta có : PC NP AM AB AB AB AB PC HP AM NM 3 6 MH 1 Vì tan MPH cos MPH PH 10 tan MPH Phương trình đường thẳng NP qua M , N : x y Vậy ta có : ab a b2 a 2b a b a b 4a 10ab 4b2 10 b 2a +/ Với a 2b , chọn a 2; b 1 ta có phương trình đường thẳng CD : x y 12 +/ Với b 2a , chọn a 1, b 2 ta có phương trình đường thẳng CD : x y 15 STRONG TEAM TỐN VD–VDC Bài Ví Trong mặt phẳng Oxy , cho hình chữ nhật ABCD tâm I có AB AD Gọi M trung điểm AB N điểm thuộc AC cho NC 4IN Giả sử M 2;5 ; N 1;7 Viết phương trình đường thẳng CD Lời giải Gọi P giao điểm MN CD Theo Talet ta có : NM NA NI 3 NP NM 1; 2 ;3 P ;10 NP NC NI 2 Gọi H trung điểm CD , ta có tam giác HMP vng H Theo Talet ta có : PC NC 2 AM AB AB AB AB PC HP AM NA 3 3 AB 1 MH AD cos MPH Vì tan MPH HP AB AB 10 tan MPH 6 Phương trình đường thẳng MP qua M , N : x y Vậy ta có phương trình : 2a b 5a b 2 2a b a b 10 Strong Team Tốn VD–VDC | 12 Hình học 10| a b 7a 8ab b2 b 7a 21 0 141 +/ Với b 7a , chọn a 1, b 7 ta có phương trình CD : x y 0 +/ Với a b , chọn a 1; b 1 ta có phương trình CD : x y Bài Ví Trong mặt phẳng Oxy , cho tam giác ABC vuông A 2;3 Đường thẳng qua trung điểm M AB vng góc với BC K 4;9 cắt AC E thỏa mãn KE 2CK Tìm tọa độ điểm Lời giải Ta dễ dàng nhận thấy : ABC đồng dạng KEC KE AB AB AC AM AC CK CA AMC vuông cân A AMKC tứ giác nội tiếp ( A K 90 ) AMC AKC 45 Đường thẳng AK qua A, K có phương trình : 3x y Gọi n a; b véc tơ pháp tuyến đường thẳng BC Ta có : 3a b 10 a b a 2b 3a b a b 4a 6ab 4b b 2a +/ Với a 2b , chọn a 2; b BC : x y 17 Đường thẳng KE qua K , vng góc với BC có phương trình : x y 14 b2 Gọi B b;17 2b BC M ;10 b b2 Mặt khác M KE 10 b 14 b M 2;8 (Loại) +/ Với b 2a , chọn a 1; b 2 BC : x y 14 Đường thẳng KE qua K , vng góc với BC có phương trình : x y 17 13 | STRONG TEAM TỐN VD–VDC B, C biết hồnh độ điểm M lớn | Chương 3: b3 Gọi B 2b 14; b BC M b 6; Mặt khác M KE b 11 M 5;7 B 8;11 (thỏa mãn) Đường thẳng AC qua A , vng góc AB có phương trình : 3x y 18 3x y 18 C 2;6 Tọa độ điểm C nghiệm hệ x y 14 Vậy B 8;11; C 2;6 STRONG TEAM TỐN VD–VDC Loại 3: Tìm điều kiện tham số m thỏa mãn điều kiện góc I = = II = = I = =I LÝ THUYẾT BÀI TẬP TỰ LUẬN Ví dụ Ví Xác định m để góc hai véc tơ u 1; v m; m 1 45 Ta có: cos u, v Lời giải 1.m m 1 u v 3m u v 2m 2m 12 22 m2 m 1 Lại có: u, v 45 3m 2m 2m 2 3m 10 2m2 2m 1 m 16m2 28m m Ví dụ Ví Trong mặt phẳng Oxy cho đường thẳng d có phương trình: x my Xác định m để d tạo với trục hồnh góc 30 Lời giải Đường thẳng d có VTPT n 1; m , trục hồnh có VTPT j 0;1 Strong Team Toán VD–VDC | 14 Hình học 10| Gọi góc đường thẳng d trục Ox , ta có: cos 30 cos cos n , j n j n j 1.0 m.1 m m m 1 m m 1 4m2 m2 1 m2 m Ví dụ Ví Trong mặt phẳng Oxy cho hai đường thẳng d : m 3 x m 1 y m : m x m 1 y m Tìm m để d vng góc với n m 2; m 1 Để d nd n m 3 m 1 m m 1 m2 m m2 m Ví dụ Ví Trong mặt phẳng Oxy cho hai đường thẳng d : x y : m 1 x m 3 y m Xác định m để góc d 45 Lời giải Ta có: đường thẳng d có VTPT nd 1; ; đường thẳng có VTPT n m 1; m 3 Góc d 45 nên cos 45 cos nd , n nd n nd n m 1 m 3 3m 2 2 2 2m2 4m 10 m 1 m 3 m 10 2m2 4m 10 3m 5 16m2 80m m II I Câu 1: 15 | BÀI TẬP TỰ LUYỆN Có hai giá trị m1 , m2 để đường thẳng x my hợp với đường thẳng x y góc 60 Tổng m1 m2 bằng: A 1 B C 4 D Lời giải STRONG TEAM TOÁN VD–VDC Lời giải Ta có: đường thẳng d có VTPT nd m 3;1 m ; đường thẳng có VTPT | Chương 3: Chọn C Ta có d , d ' 60 cos nd , nd ' m 1 1 m n d n d ' 1 nd nd ' m m2 m2 4m b 4 a Đường thẳng d : ax by 0, a, b qua điểm M 1;1 tạo với đường thẳng : 3x y góc 45 Khi a b A B 4 C D Lời giải Chọn D Đường thẳng d có véctơ pháp tuyến nd a; b với a, b m1 m2 STRONG TEAM TOÁN VD–VDC Câu 2: Ta có , d 45 cos n , nd cos 45 n n d n nd 2 a 2b 2 2 3a b a b 2a 3ab 2b a b 10 a b Với a 2b chọn B 1; A d : x y Với a b chọn B 2; A d : x y Cho d : 3x y d ' : mx y Tìm m để cos d , d ' 10 A m B m m C m m D m Lời giải Chọn C Véctơ pháp tuyến đường thẳng d n 3; 1 3a b Câu 3: Véctơ pháp tuyến đường thẳng d ' n ' m;1 3m 1 1 3m m2 cos n, n ' 10 10 10 10 m m 8m 6m m x at Xác định giá trị a để góc tạo hai đường thẳng đường thẳng y 2t 3x y 12 góc 45 2 A a ; a 14 B a ; a 14 7 C a 1; a 14 D a 2; a 14 Lời giải Chọn A Ta có cos d , d ' Câu 4: Strong Team Toán VD–VDC | 16 Hình học 10| Một véctơ pháp tuyến đường thẳng d1 n1 2; a Một véctơ pháp tuyến đường thẳng d n2 3; Ta có d1 , d2 45 cos nd1 , nd2 cos 45 n d1 n d2 n d1 n d2 2 a 2 4a a 7a 96a 28 a2 a 14 STRONG TEAM TOÁN VD–VDC 4a 17 | ... Ví dụ Ví Trong mặt phẳng Oxy cho hai đường thẳng d : x y : m 1 x m 3 y m Xác định m để góc d 45 Lời giải Ta có: đường thẳng d có VTPT nd 1; ; đường thẳng có... chọn loại RQ / /PR STRONG TEAM TỐN VD–VDC Vậy đường thẳng cần tìm RQ :17 x y 24 BÀI TẬP TỰ LUYỆN II I = Bài = Ví =I Trong mặt phẳng tọa độ Oxy , cho điểm A 1;5 đường thẳng d : x y ... Trong mặt phẳng Oxy cho đường thẳng d có phương trình: x my Xác định m để d tạo với trục hồnh góc 30 Lời giải Đường thẳng d có VTPT n 1; m , trục hồnh có VTPT j 0;1 Strong