Chuyên đề phương trình đường thẳng Toán Hình 10

<span class='text_page_counter'>(1)</span>Chuyên đề toán 10 ----------- Giáo viên: Nguyễn Trọng Nghĩa --- SĐT 0917115167. ĐƯỜNG THẲNG A. Lý thuyết. 1. Một số định nghĩa. Cho đường thẳng (d)    n  0 Vectơ n gọi là vectơ pháp tuyến của đường thẳng (d)    n  d.     Vectơ u gọi là vectơ chỉ phương của đường thẳng (d)  u  0 và u thuộc (d) hoặc đường thẳng chứa u song song với đường  thẳng (d).  Đường thẳng (d) có vectơ pháp tuyến n a; b   u b; a  là vectơ chỉ phương của (d). 2. Phương trình tổng quát của đường thẳng. Dạng: ax+by+c=0 a 2  b 2  0 .  Đường thẳng (d) đi qua điểm M(x0;y0) và có vectơ pháp tuyến n a; b  có phương trình tổng quát là: a(x-x0)+b(y-y0)=0. x y Đường thẳng (d) đi qua điểm A(a;0), B(0;b) a.b  0  có phương trình là:   1 a b . 3. Phương trình tham số của đường thẳng.  Đường thẳng (d) đi qua điểm M(x0;y0) và có vectơ chỉ phương u a; b  có phương  x  x0  at trình tham số là:   y  y0  bt 4. Phương trình chính tắc của đường thẳng.  Đường thẳng (d) đi qua điểm M(x0;y0) và có vectơ chỉ phương u a; b  a.b  0  có x  x0 y  y0 phương trình chính tắc là: .  a b 5. Khoảng cách. Cho điểm M(x0;y0) và đường thẳng (d):ax+by+c=0. Khi đó ax  by0  c . d M 0 , d   0 2 2 a b 6. Góc  Cho đường thẳng (d) có vectơ chỉ phương là u ,đường thẳng (d’) có vectơ chỉ   u.u '  phương là u ' . Gọi   (d , d ') . Khi đó cos     . u . u'. Cho hai đường thẳng cắt nhau, có phương trình d: ax+by+c=0 và d’: a’x+b’y+c’=0. Phương trình các đường phân giác của các ax  by  c a'x  b ' y  c ' góc tạo bởi hai đường thẳng đó là: .  a 2  b2 a '2  b '2 1 Lop10.com. <span class='text_page_counter'>(2)</span> Chuyên đề toán 10 ----------- Giáo viên: Nguyễn Trọng Nghĩa --- SĐT 0917115167. B. Bài tập. Bài 1. Cho tam giác ABC có đỉnh A(-1;-3). a) Giả sử hai đường cao BH: 5x+3y-25=0, CK: 3x+8y-12=0. Hãy viết phương trình cạnh BC. b) Giả sử đường trung trực của AB là (d): 3x+2y-4=0 và G(4;-2) là trọng tâm của tam giác ABC. Hãy xác định tọa độ các đỉnh B, C. Bài 2. Cho (d1): x+y+5=0; (d2): x+2y-7=0 và điểm A(2 ;3). Tìm B thuộc d1 và C thuộc d2 sao cho tam giác ABC có trọng tâm G(2 ;0). Bài 3. Cho (d1) : x-y+1=0 ; (d2) : 2x+y+1=0 và điểm M(2 ;1). Viết phương trình đường thẳng (d) đi qua điểm M và cắt (d1), (d2) lần lượt tại A,B sao cho M là trung điểm của AB. Bài 4. Cho (d1) : 2x-y+5=0 ; (d2) : x+y-3=0 và điểm M(-2 ;0). Viết phương  trình đường thẳng (d) đi qua điểm M và cắt (d1), (d2) lần lượt tại A,B sao cho MA  2 MB . Bài 5. Tìm hình chiếu vuông góc của điểm P(3 ;-2) trên đường thẳng d trong mỗi trường hợp sau : a) d : 5x-12y+10=0  x  1  3t b) d :   y  4t Bài 6. Viết phương trình tổng quát của đường thẳng đối xứng với đường thẳng (d) : 5x+2y-3=0 qua điểm M(2 ;1). Bài 7. Cho tam giác ABC có đỉnh A(2 ;-7), phương trình một đường cao và một đường trung tuyến vẽ từ hai đỉnh khác nhau lần lượt là : 3x+y+11=0 và x+2y+7=0. Viết phương trình các cạnh của tam giác ABC. Bài 8. Cho tam giác ABC có đỉnh A(1;2), đường trung tuyến BM: 2x=Y=1=0 và phân giác trong CD: x+y-1=0. Viết phương trình đường thẳng BC. Bài 9. Viết phương trình đường thẳng (d) đi qua M(4;1) và cắt các tia Ox, Oy lần lượt tại A, B theo các trường hợp sau: a) Diện tích tam giác OAB nhỏ nhất. b) Tổng OA+OB nhỏ nhất. Bài 10. Lập phương trình đường thẳng (d) đi qua M(2;1) và tạo với đường thẳng (d1): 2x+3y+4=0 một góc 450. Bài 11. Cho hình bình hành ABCD có diện tích bằng 4. Biết A(1;0), B(0;2) và giao điểm I của hai đường chéo nằm trên đường thẳng y=x. Tìm tọa độ đỉnh C và D. Bài 12. Cho tam giác ABC, hình chiếu vuông góc của C trên AB là H(-1;-1). Đường phân giác trong của A có phương trình x-y+2=0, đường cao hạ từ B có phương trình 4x+3y-1=0. Tìm tọa độ đỉnh C. Bài 13. Cho A(2;2) và hai đường thẳng d1: x+y-2=0, d2: x+y-8=0. Tìm B và C lần lượt thuộc d1 và d2 sao cho tam giác ABC là tam giác vuông cân tại A.. 2 Lop10.com. <span class='text_page_counter'>(3)</span>

Share the publication

Save the publication to a stack

Like to get better recommendations

The publisher does not have the license to enable download

10:11:2527/02/2019

Vì vậy, trong bài viết này chúng ta cùng hệ thống lại các dạng toán về phương trình đường thẳng trong mặt phẳng và giải các bài tập minh hoạ cho từng dạng toán để các em dễ dàng nắm bắt kiến thức tổng quát của đường thẳng.

• xem thêm: Các dạng toán về phương trình đường tròn

I. Tóm tắt lý thuyết phương trình đường thẳng

1. Vectơ pháp tuyến và phương trình tổng quát của đường thẳng

a) Vectơ pháp tuyến của đường thẳng

- Cho đường thẳng (d), vectơ 

gọi là vectơ pháp tuyến (VTPT) của (d) nếu giá của  vuông góc với (d).

* Nhận xét: Nếu 

 là vectơ pháp tuyến của (d) thì  cũng là VTPT của (d).

b) Phương trình tổng quát của đường thẳng

* Định nghĩa

- Phương trình (d): ax + by + c = 0, trong đó a và b không đồng thời bằng 0 tức là (a2 + b2 ≠ 0) là phương trình tổng quát của đường thẳng (d) nhận

 là vectơ pháp tuyến.

* Các dạng đặc biệt của phương trình đường thẳng.

- (d): ax + c = 0 (a ≠ 0): (d) song song hoặc trùng với Oy

- (d): by + c = 0 (b ≠ 0): (d) song song hoặc trùng với Ox

- (d): ax + by = 0 (a2 + b2 ≠ 0): (d) đi qua gốc toạ độ.

- Phương trình dạng đoạn chắn: ax + by = 1 nên (d) đi qua A (a;0) B(0;b) (a,b ≠ 0)

- Phương trình đường thẳng có hệ số góc k: y= kx+m (k được gọi là hệ số góc của đường thẳng).

2. Vectơ chỉ phương và phương trình tham số, phương trình chính tắc của đường thẳng

a) Vectơ chỉ phương của đường thẳng

- Cho đường thẳng (d), vectơ

 gọi là vectơ chỉ phương (VTCP) của (d) nếu giá của  song song hoặc trùng với (d).

* Nhận xét: Nếu 

 là vectơ chỉ phương của (d) thì  cũng là VTCP của (d). VTCP và VTPT vuông góc với nhau, vì vậy nếu (d) có VTCP  thì  là VTPT của (d).

b) Phương trình tham số của đường thẳng: 

* có dạng: 

 ; (a2 + b2 ≠ 0) đường thẳng (d) đi qua điểm M0(x0;y0) và nhận  làm vectơ chỉ phương, t là tham số.

* Chú ý: - Khi thay mỗi t ∈ R vào PT tham số ta được 1 điểm M(x;y) ∈ (d).

 - Nếu điểm M(x;y) ∈ (d) thì sẽ có một t sao cho x, y thoả mãn PT tham số.

 - 1 đường thẳng sẽ có vô số phương trình tham số (vì ứng với mỗi t ∈ R ta có 1 phương trình tham số).

c) Phương trình chính tắc của đường thẳng

* có dạng:  

 ; (a,b ≠ 0) đường thẳng (d) đi qua điểm M0(x0;y0) và nhận  làm vectơ chỉ phương.

d) Phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm

- Phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm A(xA;yA) và B(xB;yB) có dạng:

 + Nếu: 

 thì đường thẳng qua AB có PT chính tắc là:

 + Nếu: xA = xB: ⇒ AB: x = xA

 + Nếu: yA = yB: ⇒ AB: y = yA

e) Khoảng cách từ 1 điểm tới 1 đường thẳng

- Cho điểm M(x0;y0) và đường thẳng Δ: ax + by + c = 0, khoảng cách từ M đến Δ được tính theo công thức sau:

 

3. Vị trí tương đối của 2 đường thẳng

- Cho 2 đường thẳng (d1): a1x + b1y + c1 = 0; và (d2): a2x + b2y + c =0;

 + d1 cắt d2 ⇔ 

 + d1 // d2 ⇔

 và  hoặc  và

 + d1 ⊥ d2 ⇔

* Lưu ý: nếu a2.b2.c2 ≠ 0 thì:

 - Hai đường thẳng cắt nhau nếu: 

 - Hai đường thẳng // nhau nếu: 

 - Hai đường thẳng ⊥ nhau nếu: 

II. Các dạng toán về phương trình đường thẳng

Dạng 1: Viết phương trình đường thẳng khi biết vectơ pháp tuyến và 1 điểm thuộc đường thẳng

 

 Ví dụ: Viết PT tổng quát của đường thẳng (d) biết (d): đi qua điểm M(1;2) và có VTPT 

 = (2;-3).

* Lời giải: Vì (d) đi qua điểm M(1;2) và có VTPT 

 = (2;-3)

⇒ PT tổng quát của đường thẳng (d) là: 2(x-1) - 3(y-2) = 0 ⇔ 2x - 3y +4 = 0

Dạng 2: Viết phương trình đường thẳng khi biết vectơ chỉ phương và 1 điểm thuộc đường thẳng

 

 Ví dụ: Viết phương trình đường thẳng (d) biết rằng (d) đi qua điểm M(-1;2) và có VTCP 

 = (2;-1)

* Lời giải: Vì đường thẳng  đi qua M (1 ;-2) và có vtcp là 

 = (2;-1)

 ⇒ phương trình tham số của đường thẳng là : 

Dạng 3: Viết phương trình đường thẳng đi qua 1 điểm và song song với 1 đường thẳng

 

 

 Ví dụ: Viết phương trình đường thẳng (d) biết rằng:

 a) đi qua M(3;2) và //Δ: 

 b) đi qua M(3;2) và //Δ: 2x - y - 1 = 0

* Lời giải:

a) Đường thẳng Δ có VTCP 

 = (2;-1) vì (d) // Δ nên (d) nhận  = (2;-1) là VTCP, (d) qua M(3;2)

⇒ PT đường thẳng (d) là: 

b) đường thẳng Δ: 2x – y – 1 = 0 có vtpt là

 = (2;-1). Đường thẳng (d) //Δ nên  = (2;-1) cũng là VTPT của (d).

⇒ PT (d) đi qua điểm M(3;2) và có VTPT 

 = (2;-1) là: 2(x-3) - (y-2) = 0 ⇔ 2x - y -4 = 0

Dạng 4: Viết phương trình đường thẳng đi qua 1 điểm và vuông góc với 1 đường thẳng

  

 

 Ví dụ: Viết phương trình đường thẳng (d) biết rằng (d):

a) đi qua M(-2;3) và ⊥ Δ: 2x - 5y + 3 = 0

b) đi qua M(4;-3) và ⊥ Δ:

 

* Lời giải:

a) Đường thẳng Δ: 2x - 5y + 3 = 0 nên Δ có VTPT là 

=(2;-5)

vì (d) vuông góc với Δ nên (d) nhận VTPT của Δ làm VTCP ⇒

 = (2;-5)

⇒ PT (d) đi qua M(-2;3) có VTCP 

 = (2;-5) là: 

b) Đường thẳng Δ có VTCP

= (2;-1), vì d⊥ Δ nên (d) nhận VTCP  làm VTPT ⇒  = (2;-1)

⇒ Vậy (d) đi qua M(4;-3) có VTPT 

 = (2;-1) có PTTQ là: 2(x-4) - (y+3) = 0 ⇔ 2x - y - 11 = 0.

Dạng 5: Viết phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm

- Đường thẳng đi qua 2 điểm A và B chính là đường thẳng đi qua A nhận nhận vectơ

 làm vectơ chỉ phương (trở về dạng toán 2).

 Ví dụ: Viết PTĐT đi qua 2 điểm A(1;2) và B(3;4).

* Lời giải:

- Vì (d) đi qua 2 điểm A, B nên (d) có VTCP là: 

 = (3-1;4-2) = (2;2)

⇒ Phương trình tham số của (d) là: 

Dạng 6: Viết phương trình đường thẳng đi qua 1 điểm và có hệ số góc k cho trước

- (d) có dạng: y = k(x-x0) + y0

 Ví dụ: Viết PTĐT (d) đi qua M(-1;2) và có hệ số góc k = 3;

* Lời giải: 

- PTĐT (d) đi qua M(-1;2) và có hệ số góc k = 3 có dạng: y = k(x-x0) + y0

⇒ Vậy PTĐT (d) là: y = 3(x+1) + 2 ⇔ y = 3x + 5.

Dạng 7: Viết phương trình đường trung trực của một đoạn thẳng

- Trung trực của đoạn thẳng AB chính là đường thẳng đi qua trung điểm I của đoạn thẳng này và nhận vectơ 

 làm VTPT (trở về dạng toán 1).

 Ví dụ: Viết PTĐT (d) vuông góc với đường thẳng AB và đi qua trung tuyến của AB biết: A(3;-1) và B(5;3)

* Lời giải:

- (d) vuông góc với AB nên nhận 

 = (2;4) làm vectơ pháp tuyến

- (d) đi qua trung điểm I của AB, và I có toạ độ: xi = (xA+xB)/2 = (3+5)/2 = 4; yi = (yA+yB)/2 = (-1+3)/2 = 1; ⇒ toạ độ của I(4;1)

⇒ (d) đi qua I(4;1) có VTPT (2;4) có PTTQ là: 2(x-4) + 4(y-1) = 0 ⇔ 2x + 4y -12 = 0 ⇔ x + 2y - 6 = 0.

Dạng 8: Viết phương trình đường thẳng đi qua 1 điểm và tạo với Ox 1 góc ∝ cho trước

- (d) đi qua M(x0;y0) và tạo với Ox 1 góc ∝ (00 < ∝ < 900) có dạng: y = k(x-x0) + y0 (với k = ±tan∝

 Ví dụ: Viết PTĐT (d) biết (d) đi qua M(-1;2) và tạo với chiều dương trục Ox 1 góc bằng 450.

* Lời giải: 

- Giả sử đường thẳng (d) có hệ số góc k, như vây k được cho bở công thức k = tan∝ = tan(450) = 1.

⇒ PTĐT (d) đi qua M(-1;2) và có hệ số góc k = 1 là: y = 1.(x+1) + 2 ⇔ y = x + 3

Dạng 9: Tìm hình chiếu vuông góc của 1 điểm lên 1 đường thẳng

* Giải sử cần tìm hình chiếu H của điểm M lên đường thẳng (d), ta làm như sau:

- Lập phương trình đường thẳng (d') qua M vuông góc với (d). (theo dạng toán 4).

- H là hình chiếu vuông góc của M lên (d) ⇒ H là giao của (d) và (d').

Ví dụ:  Tìm hình chiếu của điểm M(3;-1) lên đường thẳng (d) có PT: x + 2y - 6 = 0

* Lời giải:

- Gọi (d') là đường thẳng đi qua M và vuông góc với (d)

- (d) có PT: x + 2y - 6 = 0 nên VTPT của (d) là: 

 = (1;2)

- (d') ⊥ (d) nên nhận VTPT của (d) là VTCP ⇒ 

 =(1;2)

- PTĐT (d') qua M(3;-1) có VTCP (1;2) là: 

- H là hình chiếu của M thì H là giao điểm của (d) và (d') nên có:

 Thay x,y từ (d') và PT (d): (3+t) + 2(-1+2t) - 6 = 0 ⇔ 5t - 5 = 0 ⇔ t =1

⇒ x = 4, y = 1 là toạ độ điểm H.

Dạng 10: Tìm điểm đối xứng của 1 điểm qua một đường thẳng

 * Giải sử cần tìm điểm M' đối xứng với M qua (d), ta làm như sau:

- Tìm hình chiếu H của M lên (d). (theo dạng toán 9).

- M' đối xứng với M qua (d) nên M' đối xứng với M qua H (khi đó H là trung điểm của M và M').

Ví dụ: Tìm điểm M' đối xứng với M(3;-1) qua (d) có PT: x + 2y - 6 = 0

* Lời giải:

- Đầu tiên ta tìm hình chiếu H của M(3;-1) lên (d). Theo ví dụ ở dạng 9 ta có H(4;1)

- Khi đó H là trung điểm của M(3;-1) và M'(xM';yM'), ta có:

 

; 

⇒ xM' = 2xH - xM = 2.4 - 3 = 5

⇒ yM' = 2yH - yM = 2.1 - (-1) = 3

⇒ Điểm đối xứng của M(3;-1) lên (d): x + 2y - 6 = 0 là M'(5;3)

Dạng 11: Xác định vị trí tương đối của 2 đường thẳng

- Để xét vị trí của 2 đường thẳng (d1): a1x + b1y + c1 = 0; và (d2): a2x + b2y + c =0; ta giải hệ phương trình:

 

 (*)

_ Hệ (*) vô nghiệm ⇒ d1 // d2

_ Hệ (*) vô số nghiệm ⇒ d1 ≡ d2

_ Hệ (*) có nghiệm duy nhất ⇒ d1 cắt d2 và nghiệm là toạ độ giao điểm.

 Ví dụ: Xét vị trí tương đối của 2 đường thằng

a) d1: x + y - 2 = 0; d2: 2x + y - 3 = 0

b) d1: x + 2y - 5 = 0; d2: 

* Lời giải:

a) Số giao điểm của d1 và d2 là số nghiệm của hệ phương trình

 

- Giải hệ PT trên ta được nghiệm x = 1; y =1.

b) Từ PTĐT d2 ta có x = 1-4t và y = 2+2t thay vào PTĐT d1 ta được:

 (1-4t) + 2(2+2t) - 5 = 0 ⇔ 0 = 0 ⇒ 2 đường thẳng trùng nhau (có vô số nghiệm).

Hy vọng với bài viết tổng hợp một số dạng toán về phương trình đường thẳng trong mặt phẳng và bài tập vận dụng ở trên hữu ích cho các em. Mọi thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để HayHocHoi.Vn ghi nhận và hỗ trợ. Chúc các em học tập tốt!