Tính chất 1: Cho ∆ABC nội tiếp đường tròn (O), H là trực tâm. Họi H’ là giao điểm của AH
với đường tròn (O) ⇒ H ' đối xứng với H qua BC
Hướng dẫn chứng minh:
+ Ta có Gọi A C 1 =1 (cùng phụ với ABC )
+ Mà A C C C 1 2 1 2 sdBH'
2
= = ⇒=
⇒∆HCH' cân tại C ⇒BC là trung trực của HH’
⇒ H ' đối xứng với H qua BC
Tính chất 2: Cho ∆ABC nội tiếp đường tròn (O), H là trực tâm, kẻ đường kính AA’, M là trung
điểm BC ⇒ AH 2.OM =
Hướng dẫn chứng minh:
+ Ta có ABA ' 90 = 0 (góc nội tiếp chắn nửa
đường tròn tâm O) ⇒ BA BA ' ⊥ , mà
BA CH BA '/ /CH ⊥ ⇒ (1).
+ Chứng minh tương tự ta cũng có CA '/ /BH
(2)
+ Từ (1) và (2) ⇒ tứ giác BHCA’ là hình bình
hành, mà M là trung điểm đường chéo BC ⇒
M là trung điểm của đường chéo A’H ⇒ OM
là đường trung bình của
∆AA 'H AH 2.OM ⇒
0⇒ + + = + Tọa độ B AB (C)= ∩ , giải hệ có B(1; 3)− , suy luận tương tự có C(6;2) Vậy đường tròn ngoại tiếp tứ giác BCHK có tâm M là trung điểm BC, đường kính BC có phương trình: 2 27 1 25 x y 2 2 4 − + + = Bài 5: (KD-2014) Cho ABC∆ nội tiếp đường tròn, D(1;-1) là chân đường phân giác của A , AB có phương trình 3x 2y 9 0+ − = , tiếp tuyến tại A có phương trình ∆ : x 2y 7 0+ − = . Hãy viết phương trình BC. Hướng dẫn tìm lời giải + Với dữ kiện đề bài cho, trước hết ta xác định được ngay tọa độ A AB A(1;3)= ∆ ∩ ⇒ + Đường thẳng BC đi qua D(1;-1) nên để lập phương trình BC ta cần tìm tọa độ một điểm nữa thuộc BC. Gọi E BC= ∆ ∩ ( )E E 7 2x;x⇒ ∈ ∆ ⇒ − + Bây giờ cần thiết lập ∆ 3x+2y-9=0 x+2y-7=0 E A C B D(1;-1) 1 1 2 1 K(0;-1) H(3;3) I(1;2) C D B A CHINH PHỤC HÌNH HỌC TỌA ĐỘ PHẲNG Trang 10 1 phương trình để tìm x, vẽ hình chính xác sẽ cho ta dự đoán EAD∆ cân tại E ⇒ giải phương trình ED = EA sẽ tìm được x 1 E(5;1)= ⇒ . (chứng minh EAD∆ cân tại E như sau: 1 1D C DAC= + (góc ngoài ADC∆ ), mà 1 1 sdABC A 2 = = , 2 1 1 2DAC A D A A EAD EAD= ⇒ = + = ⇒ ∆ cân tại E) + Đường thẳng BC đi qua 2 điểm E và D BC : x 2y 3 0⇒ − − = Bài 6 : “Cho ABC∆ có đỉnh A(1;5) . Tâm đường tròn nội tiếp và ngoại tiếp ABC∆ lần lượt là 5I(2;2), K ;3 2 . Tìm tọa độ B, C” Hướng dẫn tìm lời giải Mỗi bài hình học tọa độ phẳng trong thi ĐH đều có một “nút thắt” riêng, làm thế nào để tìm được “nút thắt” đó và “cởi nút thắt”. Câu trả lời là : Phải học nhiều, làm nhiều, chịu khó tổng hợp kiến thức và tư duy theo kinh nghiệm đã tích lũy . SAU ĐÂY TA SẼ ĐI TÌM “NÚT THẮT” CỦA BÀI TOÁN LẦN TRƯỚC NHÉ ! + Ta lập được ngay đường tròn (C) ngoại tiếp ABC∆ có tâm K, bán kính AK. ( ) 2 25 25(C) : x y 3 2 4 ⇒ − + − = + Đường thẳng AI qua A, I 5 1AI :3x y 8 0 D AI (C) D ; 2 2 ⇒ + − = ⇒ = ∩ ⇒ + Ta có: BD DI CD= = (tính chất 7) ⇒B, C nằm trên đường tròn (T) tâm D, bán kính DI ⇒ tọa độ B, C là giao của 2 đường tròn (C) và (T) + Như vậy đường tròn (T) tâm D, bán kính DI có phương trình: 2 25 1 10 x y 2 2 4 − + − = + { } B(4;1),C(1;1)B,C (C) (T) B(1;1),C(4;1) = ∩ ⇒ 1 (C) 2 1 3 2 1 K( 52 ;3) I(2;2) C D B A(1;5) CHINH PHỤC HÌNH HỌC TỌA ĐỘ PHẲNG Trang 11 Bài 7: Cho ABC∆ có tâm đường tròn bàng tiếp của góc A là K(2; 9)− , đỉnh B( 3; 4),A(2;6)− − . Tìm tọa độ đỉnh C Hướng dẫn tìm lời giải + Ta thấy C AC BC= ∩ , vậy ta cần đi tìm phương trình đường thẳng AC và BC * Bước 1: Tìm phương trình AC - Đường thẳng AC đi qua A và B’ (trong đó B’(7;4) là điểm đối xứng của B qua phân giác AK: x - 2 = 0) AC :⇒ 2x 5y 34 0+ − = (Trong quá trình học ta đã có được kinh nghiệm: khi gặp đường phân giác và 1 điểm, ta sẽ lấy điểm đối xứng qua đường phân giác - hy vọng bạn còn nhớ) * Bước 2: Tìm phương trình BC Suy luận tương tự ta cũng có: Đường thẳng BC đi qua B và A’ (trong đó A’ là điểm đối xứng của A qua phân giác BE) + Giải hệ C AC BC= ∩ . Đáp số C(5;0) Bài 8: ABC∆ nội tiếp đường tròn tâm I(2;1), bán kính R = 5. Trực tâm H(-1;-1), độ dài BC = 8. Hãy viết phương trình BC Hướng dẫn tìm lời giải + Đây là 1 bài toán quen thuộc “tam giác nội tiếp đường tròn, cho biết trực tâm”, vậy ta sẽ nghĩ ngay đến việc tạo ra hình bình hành bằng cách kẻ đường kính AD BHCD⇒ là hình bình hành (xem lại tính chất 2) MI⇒ là đường trung bình của AHD∆ AH 2.MI⇒ = (một kết quả rất quen thuộc) + Với các suy luận trên, ta sẽ tìm được tọa độ A trước tiên. Thật vậy, gọi A(x;y) Ta có: 2 2 2 2AH 2.IM 2. CI BM 2 5 4 6 AI 5 = = − = − = = , giải hệ này x 1 A( 1;5) D(5; 3) M(2; 2) y 5 = − ⇒ ⇒ − ⇒ − ⇒ − = (do I là trung điểm AD, M là trung điểm HD) + Như vậy, sau khi có điểm A, M ta thấy đường thẳng BC đi qua M, vuông góc với AH BC : y 2 0⇒ + = K(2;-9) B(-3;-4) A' C B' E A(2;6) I C H B A D M CHINH PHỤC HÌNH HỌC TỌA ĐỘ PHẲNG Trang 12 Bài 9: ABC∆ nội tiếp đường tròn tâm I(-2;0), A(3;-7), trực tâm H(3;-1). Xác định tọa độ C biết C có hoành độ dương. Hướng dẫn tìm lời giải + Hoàn toàn với phương pháp lập luận như bài trên, ta cũng có được kết quả AH 2.MI AH 2.IM= ⇒ = , nếu gọi M(x;y) thì giải phương trình AH 2.IM= x 2, y 3 M( 2;3)⇒ = − = ⇒ − + Đường thẳng BC đi qua điểm M, vuông góc với AH BC : y 3 0⇒ − = + Đường tròn (C) tâm I, bán kính R = IA có phương trình : ( )2 2x 2 y 74+ + = + Tọa độ B, C là giao của BC và (C), giải hệ ta sẽ có ( )C 2 65;3− + (chú ý Cx 0> nhé) Như vậy qua bài toán trên, các bạn cần ghi nhớ 1 kết quả quan trọng sau: Nếu H, I lần lượt là trực tâm và tâm đường tròn ngoại tiếp ABC∆ , M là trung điểm BC thì ta có: AH 2.IM= (đây là điểm nút của vấn đề). Tiếp theo mạch tư tưởng đó, ta nghiên cứu bài sau cũng có cách khai thác tương tự. Bài 10: Cho hình chữ nhật ABCD, qua B kẻ đường thẳng vuông góc với AC tại H. Gọi E, F, G lần lượt là trung điểm các đoạn thẳng CH, BH và AD. Biết ( )17 29 17 9E ; ;F ; ,G 1;5 5 5 5 5 . Tìm tọa độ tâm đường tròn ngoại tiếp ABE∆ Hướng dẫn tìm lời giải + Đây là bài toán phát triển theo mạch tư duy của dạng bài trên + ABE∆ có F là trực tâm, vậy nếu gọi I là tâm đường tròn ngoại tiếp ABE∆ , M là trung điể AB thì ta đã chứng minh được 2.IMEF = (xem lại bài ở trên) Do tọa độ E, F đã biết, vậy để có I ta cần tìm tọa độ M, mà M là trung điểm AB nên ta cần tìm tọa độ A, B. (đây là điểm nút của bài toán này) + Ta thấy ngay EF là đường trung bình của HCB AG FE∆ ⇒ = . Như vậy nếu gọi A(x;y) thì giải phương trình AG FE x 1; y 1 A(1;1)= ⇒ = = ⇒ + Tiếp theo lập được phương trình đt AE đi qua A, E AE : 2x y 1 0⇒ − + + = + Đường thẳng AB qua A và vuông góc với EF AB : y 1 0⇒ − = + Đường thẳng BH qua F và vuông góc với AE BH : x 2y 7 0⇒ + − = B BH AB B(5;1)⇒ = ∩ ⇒ M(3;1)⇒ + Giải phương trình 2.IMEF = I(3;3)⇒ I C H B A D M M I D C A G H B F E CHINH PHỤC HÌNH HỌC TỌA ĐỘ PHẲNG Trang 13 Bài 11: Cho ABC∆ có trực tâm H, đường tròn ngoại tiếp HBC∆ có phương trình ( )2 2x 1 y 9+ + = . Trọng tâm G của ABC∆ thuộc Oy. Tìm tọa độ các đỉnh của ABC∆ biết BC có phương trình x y 0− = và B có hoành độ dương. Hướng dẫn tìm lời giải + Trước hết ta có tọa độ B, C là giao điểm của đường tròn ( )2 2x 1 y 9 (C)+ + = và đường thẳng BC : x y 0− = . Giải hệ phương trình 1 17 1 17B ; ; 2 2 1 17 1 17C ; 2 2 − + − + ⇒ − − − − + Bây giờ việc khó khăn sẽ là tìm tọa độ A(x;y) theo trình tự suy luận sau: - Điểm G(0;a) thuộc Oy là trọng tâm ABC∆ , sử dụng công thức trọng tâm A( 1; y)⇒ − - Gọi O và I lần lượt là tâm đường tròn ngoại tiếp ABC∆ và HBC∆ ⇒ I và O đối xứng nhau qua BC (*) (tính chất 4) , từ đây ta lập được phương trình OI qua I(-1;0) và vuông góc BC OI : x y 1 0⇒ + + = . - Ta có, tọa độ 1 1M OI BC M ; O(0; 1) 2 2 = ∩ ⇒ − − ⇒ − - Mặt khác OA = 3 (bằng với bán kính đường tròn (C)) - do đường tròn tâm O và đường tròn tâm I đối xứng nhau qua BC nên bán kính bằng nhau. Giải phương trình ( )OA 3 A 1; 1 2 2= ⇒ − + hoặc ( )A 1; 1 2 2− − Bài 12: ABC∆ cân tại A, gọi D là trung điểm của AB, D có tung độ dương, điểm 11 5I ; 3 3 là tâm đường tròn ngoại tiếp ABC∆ . Điểm 13 5E ; 3 3 là trọng tâm ADC∆ . Điểm M(3; 1) DC, N( 3;0) AB− ∈ − ∈ . Tìm tọa độ A, B, C K A' M D I OGH CB A CHINH PHỤC HÌNH HỌC TỌA ĐỘ PHẲNG Trang 14 Hướng dẫn tìm lời giải + Ta có I là trực tâm DGE∆ (tính chất 10) + Do đó ta viết phương trình DC đi qua M và vuông góc với EI DC : x 3 0⇒ − = + Tiếp theo ta tìm tọa độ D : do D DC D(3; x)∈ ⇒ , giải phương trình DN.DI 0 x 3 D(3;3)= ⇒ = ⇒ + Ta sẽ viết tiếp phương trình AB (qua N, D) AB : x 2y 3 0⇒ − + = + Đường thẳng AF qua I và vuông góc với DE : x y 2 0AF⇒ − − = + Giải hệ A AB A(7;5) B( 1;1)AF= ∩ ⇒ ⇒ − (do D là trung điểm AB) + Đường thẳng BC qua B và vuông góc với IA BC : x y 0⇒ + = + Giải hệ C BC C(3; 3)CD= ∩ ⇒ − (Lưu ý là đường thẳng CD đi qua M và D - bạn tự viết nhé) Bài 13: Cho ABC∆ vuông cân tại A. Gọi M là trung điểm BC. G là trọng tâm ABM∆ , điểm D(7;-2) là điểm nằm trên đoạn MC sao cho GA GD= . Tìm tọa độ điểm A, lập phương trình AB, biết hoành độ của A nhỏ hơn 4 và AG có phương trình 3x - y - 13 = 0 Hướng dẫn tìm lời giải Bước 1: Tìm tọa độ A + Ta tính được ngay khoảng cách d(D;AG) 10= + A AG A(a;3a 13)∈ ⇒ − + Ta có gọi N là trung điểm AB, do BMA∆ vuông cân tại M nên NM là đường trung trực của AB GA GB⇒ = , mà GA GD(gt) GA GB GD= ⇒ = = ⇒ G là tâm đường tròn ngoại tiếp 0ABD AGD 2.ABD 90∆ ⇒ = = (liên hệ giữa góc ở tâm và góc nội tiếp trong đường tròn tâm G ngoại G M(3;-1) N(-3;0) K F HE I CB D A N 3x-y-13=0 D(7;-2) G C M B A CHINH PHỤC HÌNH HỌC TỌA ĐỘ PHẲNG Trang 15 tiếp ABD∆ ) AGD∆ vuông cân tại G 2 2AD 2.DG 2.10 20⇒ = = = (giải thích chút xíu: AGD∆ vuông tại G d(D;AG) DG 10⇒ = = ). Giải phương trình 2 a 5 4AD 20 a 3 A(3; 4) = > = ⇒ = ⇒ − Bước 2: Lập phương trình đường thẳng AB Đường thẳng AB không dễ gì lập được nên trong TH này ta sẽ dựa vào góc giữa 2 đường thẳng để giải quyết. + Gọi VTPT của đường thẳng AB là ABn (a;b)= , đường thẳng AG có VTPT là AGn (3; 1)= − + Ta có ( )AB AG 2 23a bc NAG c n ;n a b . 10os os − = = + + Mặt khác ( )22 2 21 1NG NM NA, AG NA NG 3.NG NG NG. 10 3 3 = = = + = + = 2 2 3a bNA 3 3 c NAG AG 10 10a b . 10 os − ⇒ = = ⇒ = + 2 b 06ab 8b 0 3a 4b = ⇒ + = ⇔ = − - Với b = 0, chọn a = 1 AB : x 3 0⇒ − = - Với 3a = -4b, chọn a = 4, b = - 3 AB : 4x 3y 24 0⇒ − − = * Nhận thấy nếu AB có phương trình 4x 3y 24 0− − = thì d(A;AB) 10 G< ⇒ nằm ngoài ABC∆ (loại) Bài 14: Cho hình chữ nhật ABCD có AB, AD tiếp xúc với đường tròn (C) có phương trình : 2 2x y 4x 6y 9 0+ + − + = , đường thẳng AC cắt (C) tại 16 23M ; 5 5 − và N, với N Oy∈ . Biết ANDS 10∆ = . Tìm tọa độ A, B, C, D biết A có hoành độ âm, D có hoành độ dương. Hướng dẫn tìm lời giải + Công việc chuẩn bị: theo đề bài ta thì đường tròn (C) có tâm I( 2;3),R 2, N(0;3) Oy− = ∈ + Lập được ngay phương trình AC (đi qua N và M) : x 2y 6 0+ − = + ( )A AC A 6 2a;a∈ ⇒ − , chứng minh được APIQ là hình vuông (P, Q là tiếp điểm của AD, AB với (C)) 2 2 2 2AI AQ QI 2 2 2 2⇒ = + = + = . N E M P I(-2;3)Q B C DA 2 2 CHINH PHỤC HÌNH HỌC TỌA ĐỘ PHẲNG Trang 16 Giải phương trình này A a 5 A( 4;5) 13 4 13 a A ; , x 0 5 5 5 = ⇒ − ⇒ = ⇒ > + Gọi VTPT của AD là n (m;n) AD : m(x 4) n(y 5) 0 mx ny 4m 5n 0= ⇒ + + − = ⇔ + + − = Mà D m 0 AD : y 5 0 D(d;5) d(I;AD) 2 ... 2mn 0 n 0 AD : x 4 0 x 4 0 = ⇒ − = ⇒ = ⇒ ⇒ = ⇔ = ⇒ + = ⇒ = − < + Lại có AND d 6 D(6;5)1S 10 .AD.d(N;AD) 10 ... d 14 02∆ = ⇒ = ⇒ = ⇒ ⇒ = − < + Như vậy tiếp theo sẽ lập được phương trình DC đi qua A và D DC : x 6 0⇒ − = C AC CD⇒ = ∩ , giải hệ C(6;0)⇒ + Chỉ còn tọa độ điểm B cuối cùng: bây giờ gọi E AC BD= ∩ ⇒ E là trung điểm của AC và BD 5E 1; B( 4;0) 2 ⇒ ⇒ − Bài 15: Cho hình thang ABCD có đáy AD // BC, AD 3.BC= . Phương trình đường thẳng AD là x y 0− = . Điểm E(0;2) là trung điểm của AB, điểm P(1;-2) nằm trên đường thẳng CD. Tìm tọa độ các đỉnh của hình thang, biết hình thang có diện tích bằng 9 và điểm A, D có hoành độ dương. Hướng dẫn tìm lời giải + Đường thẳng EF đi qua E và // AD : x y 2 0EF⇒ − + = + Ta có BK 2.EH 2.d(E;AD) ... 2. 2= = = = + Mặt khác ABCD BC AD 9S 9 .BK 9 .BK 9 2 2 2 EF EF + = ⇔ = ⇔ = ⇔ = + Điểm F F(x;2 x)EF∈ ⇒ + , giải phương trình 9 17F ; 4 49 9 x 4 9 12 2 F ; 4 4 EF = ⇒ = ± ⇒ − − * TH1: 9 17F ; 4 4 , ta lập được đường thẳng CD đi qua 2 điểm F, P CD : 5x y 7 0⇒ − + + = D CD AD⇒ = ∩ , giải HPT 7 7 11 27D ; C ; 4 4 4 4 ⇒ ⇒ (do F là trung điểm CD) * TH2: Các bạn tự làm tương tự nhé. Bài 16: Cho hình vuông ABCD có tâm I(1;-1) và điểm M thuộc CD sao cho MC 2.MD= . Đường thẳng AM có phương trình 2x y 5 0− − = . Tìm tọa độ đỉnh A. Hướng dẫn tìm lời giải P(1;-2) x-y=0 FE(0;2) C DKHA B CHINH PHỤC HÌNH HỌC TỌA ĐỘ PHẲNG Trang 17 + Trước hết ta tính được ngay 2IH d(I;AM) ... 5 = = = + Do A AM A(x;2x 5)∈ ⇒ − , vấn đề bây giờ là phải thiết lập 1 phương trình để tìm x !!! + Ta thấy AIH∆ vuông tại H, nếu tính được AI (hoặc AH) thì sẽ có được phương trình ẩn x. Thật vậy, em hãy quan sát suy luận sau đây: - Em sẽ chứng minh được ( ) 0 1 21 2 1 2 1 2 tan A tan AA A 45 tan A A 1 1 1 tan A .tan A (*) + + = ⇒ + = ⇔ = − - Mà 2 DM 1 tan A AD 3 = = , thay vào (*) 1 1tan A 2⇒ = - Lại có: AIH∆ vuông tại H 2 21 IH 4 tan A AH AI AH IH 2 AH 5 ⇒ = ⇒ = ⇒ = + = - Bây giờ giải phương trình AI = 2 13 13 1 x A ; 5 5 5 x 1 A(1; 3) = ⇒ ⇒ = ⇒ − Bây giờ chúng ta cùng xem lại đề thi khối A-2012 có cách khai thác làm tương tự (trong khi đó đáp án của BGD rất khó hiểu) Bài 17: (KA-2012) Cho hình vuông ABCD, M là trung điểm BC. N thuộc CD sao cho .CN 2 ND= . Điểm 11 1M ; ,AN : 2x y 3 0 2 2 − − = . Tìm tọa độ của A. Hướng dẫn tìm lời giải + Do ( )A AN A x;2x 3∈ ⇒ − + Tính được ngay khoảng cách 3 5AH d(M;AN) 2 = = + Bây giờ ta cần tính đoạn AM để thiết lập phương trình tìm x như sau: - Ta có ( )0 01 2 3 2 1 3A A A 90 A 90 A A+ + = ⇒ = − + ( ) ( )02 1 3 1 3cot A cot 90 A A tan A A ⇒ = − + = + 01 3 2 2 1 3 1 1DN BM tan A tan A 3 2AD ABcot A 1 A 45DN BM 1 11 tan A .tan A 1 . 1 . AD AB 3 2 +++ ⇒ = = = = ⇒ = − − − - Xét AHM∆ vuông tại H 0 HM 5AM 3 sin 45 2 ⇒ = = I(1;-1) H 2x-y-5=0 1 2 MD C BA 2x-y-3=0 H D N C M( 112 ; 1 2 ) BA 3 2 1 CHINH PHỤC HÌNH HỌC TỌA ĐỘ PHẲNG Trang 18 - Giải phương trình 5AM 3 x ? A? 2 = ⇒ = ⇒ Bài 18: (KA-2013) Cho hình chữ nhật ABCD có M đối xứng với B qua C. Điểm N(5; 4)− là hình chiếu vuông góc của B trên DM. Điểm C nằm trên đường thẳng 2x y 5 0,A( 4;8)+ + = − . Tìm tọa độ của B và C. Hướng dẫn tìm lời giải + Điểm C d C(x; 2x 5)∈ ⇒ − − + Gọi I là tâm hình chữ nhật ABCD ⇒ I là trung điểm AC x 4 2x 3I ; 2 2 − − + ⇒ + Ta dễ dàng chứng minh được IN IA= , giải phương trình này ( )x 1 C 1; 7⇒ = ⇒ − + Đến đây ta sẽ lập được phương trình AC (đi qua 2 điểm A và C), điểm B là điểm đối xứng của N qua AC B( 4; 7)⇒ − − Cách khác: + Điểm C d C(x; 2x 5)∈ ⇒ − − , vẽ hình chính xác, dự đoán được ngay rằng: AN NC AN.NC 0⊥ ⇒ = , giải phương trình này sẽ x C⇒ ⇒ (Ta chứng minh AN NC⊥ như sau: Chứng minh ADMC là hình bình hành AC NB⇒ ⊥ . Trong ANM∆ có C là trung điểm BM, EC // NM ⇒ E là trung điểm BN 0ABC ANC ANC 90⇒ ∆ = ∆ ⇒ = ) + Để tìm tọa độ B ta giải hệ B BN BC CN ∈ = (trong đó BN là đường thẳng qua N và vuông góc với AC) Bài 19: Cho hình chữ nhật ABCD, A(5; 7),C d : x y 4 0− ∈ − + = . Đường thẳng đi qua D và trung điểm M của AB có phương trình : 3x 4y 23 0∆ − − = . Tìm tọa độ B, C biết Bx 0> Hướng dẫn tìm lời giải I D N(5;-4) M C B A(-4;8) d:2x+y+5=0 E I D N(5;-4) M C B A(-4;8) d:2x+y+5=0 CHINH PHỤC HÌNH HỌC TỌA ĐỘ PHẲNG Trang 19 + C d C(x;x 4)∈ ⇒ + + Do M là trung điểm AB d(C; ) 2.d(A; )⇒ ∆ = ∆ , giải phương trình này x 1 C(1;5) x 79 0 = ⇒ ⇒ = − < + Ta có 2m 23M M m; 4 − ∈ ∆ ⇒ , mà M là trung điểm AB 3m 9B 2m 5; 2 − ⇒ − + Gọi I là tâm hình chữ nhật I(3; 1)⇒ − là trung điểm AC, I còn là trung điểm BD ⇒ từ đây ta sẽ biểu diễn được tọa độ của D thông qua ẩn m. Lại có D thuộc ∆ nên giải phương trình 33 21D B ; 5 5 ∈ ∆ ⇒ Bài 20: Cho đường tròn ( )2 2(C) : x 4 y 4− + = . Tìm M thuộc trục tung sao cho qua M kẻ được 2 tiếp tuyến MA, MB tới đường tròn (C) (A, B là 2 tiếp điểm). Biết AB đi qua E(4;1) Hướng dẫn tìm lời giải Bài tập này sẽ cung cấp cho các bạn 1 phương pháp lập phương trình đường thẳng dựa theo ý tưởng quỹ tích. + Do M Oy M(0;m)∈ ⇒ + Đường tròn (C’) ngoại tiếp tứ giác MAIB có tâm aF 2; 2 là trung điểm MI, bán kính 2MI 16 aR ' 2 2 + = = ( ) 2 2 2 a(C ') : x 2 y 2 16 a 4 ⇒ − + − + = + Ta có tọa độ A, B là giao của (C) và (C’) là nghiệm hệ phương trình : ( ) ( ) 2 2 2 2 2 x 4 y 4 4x ay 12 0a 16 a x 2 y 2 4 − + = ⇒ − + + = + − + − = + Từ đây suy ra AB có phương trình 4x ay 12 0− + + = , mà E thuộc AB m 4 M(0;4)⇒ = ⇒ x-y+4=0 M 3x-4y-23=0 I A(5;-7) D CB E(4;1) F B I(4;0) A M CHINH PHỤC HÌNH HỌC TỌA ĐỘ PHẲNG Trang 20 Bài 21: Cho hình vuông ABCD, trên tia đối của tia DA lấy điểm P sao cho 0ABP 60= . Gọi K, M, N lần lượt là trung điểm BP, CP, KD. Tìm tọa độ D biết tọa độ M(1;2), N(1;1) Hướng dẫn tìm lời giải + Đây là loại bài toán mà hình không có phương trình các cạnh nên ta sử dụng phương pháp tính ra độ dài cạnh hình vuông. Nếu gọi cạnh hình vuông là x, ta có: - Đoạn MN có độ dài bằng 1. - Gọi E là trung điểm CK 01 1ME / /PB;ME PK PB;MEN PBA 60 2 4 ⇒ = = = = - PAB∆ vuông tại A, 0 xPBA 60 PB 2x ME 2 = ⇒ = ⇒ = , mà DC xNE MEN 2 2 = = ⇒ ∆ đều MN ME NE 1 x 2⇒ = = = ⇒ = + Như vậy ta đã tính được cạnh hình vuông bằng 2, ta sẽ đi suy luận để tìm tọa độ D - Gọi D(a;b), mà đề bài cho 2 điểm M, N biết tọa độ rồi, vì vậy hướng suy nghĩ tiếp theo là đi tính DN và DM như sau: - Ta có DKDN 2 = , để ý rằng DPK∆ có 0 PBDPK 30 ,PK 2 2 = = = , vậy cần tính PD để áp dụng định lý hàm số cos trong DPK∆ thì sẽ tính được DK. Ở đây 2 2PD AP AD PD AB AD 2 3 2= − = − − = − , quay trở lại để áp dụng định lý hàm số cos trong DPK∆ DK DN 2 3⇒ ⇒ = − (1) - Ta có 2 2PC PD DCDM 5 2 3 2 2 + = = = − (2) + Cuối cùng, giải hệ phương trình gồm (1) và (2) 1 3D ; 2 2 3 3D ; 2 2 ⇒ Bài 22: Cho hình thang vuông ABCD vuông tại A và D có AB AD CD,B(1;2)= < , đường thẳng BD có phương trình y 2= . Biết đường thẳng d : 7x y 25 0− − = cắt đoạn thẳng AD, CD lần lượt tại M và N sao cho BM BC⊥ và tia BN là tia phân giác của MBC . Tìm tọa độ điểm D, biết D có hoành độ dương. Hướng dẫn tìm lời giải + Ta có d(B;d) ... 2 2= = + Ta có BMN BNC∆ = ∆ (do BN chung, MBN CBN;BM BC= = (do BAM BHC)∆ = ∆ BI BH 2 2⇒ = = (2 đường cao tương ứng của 2 tam giác bằng nhau) EN(1;1) M(1;2) K P D C BA H N I M y-2=0 d:7x-y-25=0 D A C B(1;2) CHINH PHỤC HÌNH HỌC TỌA ĐỘ PHẲNG Trang 21 BD BH. 2 4⇒ = = (do BDH∆ vuông cân tại H) + Do D BD D(b;2)∈ ⇒ , giải phương trình d 3 0BD 4 d 5 D(5;2) = − < = ⇒ = ⇒ Bài 23: Cho hình thang vuông ABCD vuông tại A và B có 3 9BC 2.AD, H ; 5 5 = là hình chiếu vuông góc của B lên CD. Xác định tọa độ các điểm B, D của hình thang, biết A( 3;1)− , trung điểm BC là điểm M nằm trên đường thẳng x 2y 1 0+ − = Hướng dẫn tìm lời giải + M d M(1 2x;x)∈ ⇒ − + Do ADMB là hình chữ nhật ⇒ tứ giác ADMB nội tiếp đường tròn đường kính DB, mà 0DHB 90= ⇒ H thuộc đường tròn đường kính DB ⇒5 điểm A, D, H, M, B nằm trên đường tròn đường kính DB ⇒ tứ giác AHMB nội tiếp 0AHM 90⇒ = (do 0ABM 90= ) Đến đây ta giải phương trình HA.HM 0 M(1;0)= ⇒ + Mà AM // DC (do ADMC là hình bình hành) ⇒ đường thẳng DC đi qua H và song song với AM DC : 5x 20y 39 0⇒ + − = + Ta có 1O 1; 2 − là trung điểm AM, giải tiếp hệ 9 12 1 7D ; B ; D DC 5 5 5 5 OD OA 3 9 13 4D ; B ; 5 5 5 5 − ⇒ − − ∈ ⇒ = ⇒ − − Bài 24: Cho hình vuông ABCD có A(3;4) . Gọi M, N là các trung điểm AD và DC. E là giao điểm BN và CM. Viết phương trình đường tròn ngoại tiếp BME∆ , biết BN có phương trình x 3y 1 0− + = và điểm B có tọa độ nguyên. Hướng dẫn tìm lời giải + Trước hết, quan sát hình vẽ ta thấy đối với bài tập dạng này, ta sẽ chứng minh được MC BN BEM⊥ ⇒ ∆ vuông tại E (bạn tự chứng minh điều này nhé vì chúng ta làm vài lần rồi) ⇒ đường tròn ngoại tiếp BEM∆ có tâm I là trung điểm MB, bán kính R = IB. Như vậy điểm quyết định là phải tìm được tọa độ B và I (ở đây đề bài cho B có tọa độ nguyên nên chắc chắn sẽ phải suy nghĩ đến việc tìm tọa độ B rồi) + B BN : x 3y 1 0 B(3b 1;b)∈ − + = ⇒ − , ⇒ ta cần thiết lập 1 phương trình để tìm ra b = ? Bây giờ dừng tại đây và tiếp tục quan sát hình xem bạn suy luận được gì nhé ! M O d:x+2y-1=0 D CB H( 35 ; 9 5 ) A(-3;1) CHINH PHỤC HÌNH HỌC TỌA ĐỘ PHẲNG Trang 22 + Nếu gọi P là trung điểm BC, Q AP BN= ∩ ⇒ sẽ chứng minh được AP là đường thẳng qua A và BN AP : 3x y 13 0⊥ ⇒ + − = + Tọa độ Q AP BN= ∩ , giải hệ có 19 8Q ; 5 5 32AQ 5 ⇒ = + Mà AQ = BE (do AQB BEC∆ = ∆ ) 32BE 5 ⇒ = , lại có BE 2.BQ= , giải phương trình BE 2.BQ= 6b Z B(5;2)5 b 2 = ∉⇒ ⇒ = (Đã tìm được B rồi nhé - gần xong rồi) + Bây giờ tìm I nhé: Gọi I là trung điểm MB ⇒ I là trung điểm AP (do ABPM là hình chữ nhật) I AP⇒ ∈ I(x;13 3x)⇒ − Để tìm x, bạn chỉ cần giải phương trình IA = BI 7x 2 ⇒ = Như vậy bài toán này có đáp số là 2 27 5 10 x y 2 2 4 − + − = x - 3y + 1 = 0 E Q I M D N C P BA(3;4) Bài 25: Cho hình chữ nhật ABCD có AD AB 2= , AB có phương trình 2x y 4 0+ + = , H(0;1) là trung điểm BC, M là trung điểm AD. I là giao điểm AC và BM. Viết phương trình đường tròn đi qua 3 điểm B, I, C. Hướng dẫn tìm lời giải + Với dạng bài tập này, theo kinh nghiệm ta sẽ chứng minh BIC∆ vuông tại I (đây là quyết định thành công). Thật vậy: Ta có 1 1 1AD AB. 2AM 22 2tan B AB AB AB 2 = = = = , 1 AB AB AB 2 tan C BC AD 2AB 2 = = = = 12 1 I
Tài liệu đính kèm: