Giải bài tập 2 Đường thẳng trong mặt phẳng tọa độ
Giải bài 2: Đường thẳng trong mặt phẳng tọa độ
Trong cuốn sách "Giải bài tập 2 Đường thẳng trong mặt phẳng tọa độ", chúng ta sẽ được hướng dẫn cách giải các bài tập liên quan đến đường thẳng trong mặt phẳng tọa độ. Với phần đáp án chuẩn và hướng dẫn giải chi tiết, sách này sẽ giúp các em học sinh hiểu rõ kiến thức và nắm vững bài học.
KHỞI ĐỘNG: Tìm giá trị của tham số a, b, c để biểu diễn đường thẳng
Trong phần này, chúng ta sẽ tìm các giá trị của a, b, c để phương trình ax + by + c = 0 có thể biểu diễn được các đường thẳng cho trước.
- Đường thẳng 1: a = 2; b = -1; c = 3
- Đường thẳng 2: a = -1; b = -1; c = 1
- Đường thẳng 3: a = 0; b = -1; c = -3
- Đường thẳng 4: a = 1; b = 0; c = 2
PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THẲNG: Vectơ chỉ phương và vectơ pháp tuyến
Trên mặt phẳng Oxy, chúng ta sẽ tìm hiểu về đường thẳng $\Delta$ đi qua điểm $M_{0}(x_{0}; y_{0})$ và vectơ chỉ phương $\vec{u}$ = ($u_{1}$; $u_{2}$) khác vectơ không. Chúng ta sẽ tính tích vô hướng và nêu nhận xét về hai vectơ $\vec{n}$ và $\vec{u}$. Sau đó, chúng ta sẽ chứng minh rằng vectơ $\vec{M_{0}M}$ luôn cùng phương với vectơ $\vec{u}$ và luôn vuông góc với vectơ $\vec{n}.
PHƯƠNG TRÌNH THAM SỐ CỦA ĐƯỜNG THẲNG
Trong phần này, chúng ta sẽ tìm phương trình tham số của đường thẳng d đi qua điểm $B(-9; 5)$ với vectơ chỉ phương $\vec{v}$ = (8; -4). Chúng ta sẽ tìm tọa độ điểm $P$ trên đường thẳng biết rằng $P$ có tung độ bằng 1.
VẬN DỤNG: Đường thẳng của ô tô trong trò chơi đua xe
Trong phần này, chúng ta sẽ áp dụng kiến thức về đường thẳng trong trò chơi đua xe. Chúng ta sẽ viết phương trình tham số của đường thẳng biểu diễn đường đi của ô tô và tìm tọa độ của xe ứng với các thời điểm khác nhau.
Bài tập và hướng dẫn giải
Bài tập 1. Lập phương trình tham số và phương trình tổng quát của đường thẳng d trong mỗi trường hợp sau:
a. d đi qua điểm A(-1; 5) và có vectơ chỉ phương $\vec{u}$ = (2; 1)
b. d đi qua điểm B(4; -2) và có vectơ pháp tuyến là $\vec{n}$ = (3; -2)
c. d đi qua P(1; 1) và có hệ số góc k = -2
d. d đi qua hai điểm Q(3; 0) và R(0; 2)
Bài tập 2. Cho tam giác ABC, biết A(2; 5), B(1; 2) và C(5; 4).
a. Lập phương trình tổng quát của đường thẳng BC.
b. Lập phương trình tham số của trung tuyến AM
c. Lập phương trình của đường cao AH.
Bài tập 3. Lập phương trình tham số và phương trình tổng quát của đường thẳng $\Delta$ trong mỗi trường hợp sau:
a. $\Delta$ đi qua A(2; 1) và song song với đường thẳng $3x + y + 9 = 0$;
b. $\Delta$ đi qua B(-1; 4) và vuông góc với đường thẳng $2x - y - 2 = 0$.
Bài tập 4. Xét vị trí tương đối của các cặp dường thẳng $d_{1}$ và $d_{2}$ sau đây:
a. $d_{1}$: x - y + 2 = 0 và $d_{2}$: $x + y + 4 = 0$
b. $d_{1}$: $\left\{\begin{matrix}x = 1 + 2t\\ y = 3 + 5t\end{matrix}\right.$ và $d_{2}$: $5x - 2y + 9 = 0$
c. $d_{1}$: $\left\{\begin{matrix}x = 2 - t\\ y = 5 + 3t\end{matrix}\right.$ và $d_{2}$: $3x + y - 11 = 0$.
Bài tập 5. Cho đường thẳng d có phương trình tham số $\left\{\begin{matrix}x = 2 - t\\ y = 5 + 3t\end{matrix}\right.$
Tìm giao điểm của d với hai trục tọa độ
Bài tập 6. Tìm số đo góc xen giữa hai đường thẳng $d_{1}$ và $d_{2}$ trong các trường hợp sau:
a. $d_{1}$: x - 2y + 3 = 0 và $d_{2}$: $3x - y - 11 = 0$
b. $d_{1}$: $\left\{\begin{matrix}x = t\\ y = 3 + 5t\end{matrix}\right.$ và $d_{2}$: $x + 5y - 5 = 0$
c. $d_{1}$: $\left\{\begin{matrix}x = 3 + 2t\\ y = 7 + 4t\end{matrix}\right.$ và $d_{2}$: $\left\{\begin{matrix}x = t'\\ y = -9 + 2t'\end{matrix}\right.$
Bài tập 7. Tính khoảng cách từ điểm M đến đường thẳng $\Delta$ trong các trường hợp sau:
a. M(1; 2) và $\Delta$: $3x - 4y + 12 = 0$;
b. M(4; 4) và $\Delta$: $\left\{\begin{matrix}x = t\\ y = -t\end{matrix}\right.$;
c. M(0; 5) và $\Delta$: $\left\{\begin{matrix}x = t\\ y = \frac{-19}{4}\end{matrix}\right.$;
d. M(0; 0) và $\Delta$: $3x + 4y - 25 = 0$
Bài tập 8. Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng:
$\Delta$: $3x + 4y - 10 = 0$
$\Delta'$: $6x + 8y - 1 = 0$.
Bài tập 9. Trong mặt phẳng Oxy, cho điểm S(x; y) di động trên đường thẳng d:
$12x - 5y + 16 = 0$
Tính khoảng cách ngắn nhất từ điểm M(5; 10) đến điểm S.
Bài tập 10. Một người đang viết chương trình cho trò chơi bóng đá rô bốt. Gọi A(-1; 1), B(9; 6), C(5; -3) là ba vị trí trên màn hình.
a. Viết phương trình các đường thẳng AB, AC, BC.
b. Tính góc hợp bởi hai đường thẳng AB và AC.
c. Tính khoảng cách từ điểm A đến đường thẳng BC.