Lập phương trình đường tròn đi qua hai điểm AB 3;0 0;2 và có tâm thuộc đường thẳng dxy 0

VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 10 bài viết Lập phương trình đường tròn, nhằm giúp các em học tốt chương trình Toán 10.

Nội dung bài viết Lập phương trình đường tròn: Lập phương trình đường tròn. Phương pháp giải: Cách 1. Tìm toạ độ tâm I (a; b) của đường tròn (C). Tìm bán kính R của đường tròn (C). Viết phương trình của (C) theo dạng (x − a)2 + (y − b)2 = R2. Cách 2. Giả sử phương trình đường tròn (C) là: x2 + y2 −2ax − 2by + c = 0 (hoặc x2 + y2 + 2ax + 2by + c = 0). Từ điều kiện của đề bài thiết lập hệ phương trình với ba ẩn là a, b, c. Giải hệ để tìm a, b, c, từ đó tìm được phương trình đường tròn (C). Chú ý: Cho đường tròn (C) có tâm I và bán kính R. A ∈ (C) ⇔ IA = R. (C) tiếp xúc với đường thẳng ∆ tại A ⇔ IA = d (I; ∆) = R. (C) tiếp xúc với hai đường thẳng ∆1 và ∆2 ⇔ d (I; ∆1) = d (I; ∆2) = R. (C) cắt đường thẳng ∆3 theo dây cung có độ dài a ⇔ (d (I; ∆3))2 + a2 = R2. BÀI TẬP DẠNG 2 Ví dụ 1. Lập phương trình đường tròn có tâm I(3; −5) bán kính R = 2. Lời giải. Ta có phương trình đường tròn là (x − 3)2 + (y + 5)2 = 22 ⇔ x2 + y2 − 6x + 10y + 30 = 0. Ví dụ 2. Lập phương trình đường tròn đường kính AB với A (1; 6), B (−3; 2). Đường tròn đường kính AB có: Tâm I (−1; 4) là trung điểm AB. Bán kính R = AB = 2√2. Do đó phương trình đường tròn là: (x + 1)2 + (y − 4)2 = 2√2 ⇔ x2 + y2 + 2x − 8y + 9 = 0. Ví dụ 3. Viết phương trình đường tròn (C) có tâm I (−1; 2) và tiếp xúc với đường thẳng ∆ : x − 2y + 7 = 0. Bán kính đường tròn (C) chính là khoẳng cách từ I tới đường thẳng ∆ nên R = d (I; ∆) = |−1 − 4 − 7| √1 + 4 = 2√5. Vậy phương trình đường tròn (C) là: (x + 1)2 + (y − 2)2 = 4. Ví dụ 4. Viết phương trình đường tròn tâm I (−2; 1), cắt đường thẳng ∆ : x − 2y + 3 = 0 tại hai điểm A, B thỏa mãn AB = 2. Gọi h là khoảng cách từ I đến đường thẳng ∆. Ta có: h = d (I, ∆) = |−2 − 2 + 3|. Gọi R là bán kính đường tròn. Vậy phương trình đường tròn là: (x + 2)2 + (y − 1)2 = 6. Ví dụ 5. Lập phương trình đường tròn đi qua ba điểm: M (−2; 4), N (5; 5), P (6; −2). Lời giải. Cách 1. Gọi phương trình đường tròn (C) có dạng là: x2 + y2 − 2ax − 2by + c = 0. Do đường tròn đi qua ba điểm M, N, P nên ta có hệ phương trình: 4 + 16 + 4a − 8b + c = 0, 25 + 25 − 10a − 10b + c = 0, 36 + 4 − 12a + 4b + c = 0 ⇔ a = 2, b = 1, c = −20. Vậy phương trình đường tròn cần tìm là: x2 + y2 − 4x − 2y − 20 = 0. Cách 2. Gọi I (x; y) và R là tâm và bán kính đường tròn cần tìm. Ta suy ra: IM = IN = IP ⇔ IM2 = IN2, IM2 = IP2 nên ta có hệ (x + 2)2 + (y − 4)2 = (x − 5)2 + (y − 5)2, (x + 2)2 + (y − 4)2 = (x − 6)2 + (y + 2)2 ⇔ x = 2, y = 1. Suy ra I(2; 1), bán kính IA = 5. Vậy phương trình đường tròn cần tìm (C) : (x − 2)2 + (y − 1)2 = 25. Ví dụ 6. Cho hai điểm A (8; 0) và B (0; 6). a) Viết phương trình đường tròn ngoại tiếp tam giác OAB. b) Viết phương trình đường tròn nội tiếp tam giác OAB. Lời giải. a) Ta có tam giác OAB vuông ở O nên tâm I của đường tròn ngoại tiếp tam giác là trung điểm của cạnh huyền AB suy ra I (4; 3) và bán kính R = IA = p (8 − 4)2 + (0 − 3)2 = 5. Vậy phương trình đường tròn ngoại tiếp tam giác OAB là: (x − 4)2 + (y − 3)2 = 25. b) Ta có OA = 8; OB = 6; AB = √2 + 62 = 10. Mặt khác OA.OB = pr(vì cùng bằng diện tích tam giác ABC). Suy ra r = OA.OB OA + OB + AB = 2. Dễ thấy đường tròn cần tìm có tâm thuộc góc phần tư thứ nhất và tiếp xúc với hai trục tọa độ nên tâm của đường tròn có tọa độ là (2; 2). Vậy phương trình đường tròn nội tiếp tam giác OAB là (x − 2)2 + (y − 2)2 = 4. Ví dụ 7. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho đường thẳng d: 2x − y − 5 = 0 và hai điểm A (1; 2), B (4; 1). Viết phương trình đường tròn (C) có tâm thuộc d và đi qua hai điểm A, B. Lời giải. Cách 1. Gọi I là tâm của (C). Do I ∈ d nên I (t; 2t − 5). Hai điểm A, B cùng thuộc (C) nên IA = IB ⇔ (1 − t)2 + (7 − 2t)2 = (4 − t)2 + (6 − 2t)2 ⇔ t = 1. Suy ra I(1; −3) và bán kính R = IA = 5. Vậy phương trình đường tròn cần tìm là: (C): (x − 1)2 + (y + 3)2 = 25. Cách 2. Gọi M là trung điểm AB. Đường trung trực của đoạn AB đi qua M và nhận AB = (3; −1) làm vectơ pháp tuyến nên có phương trình ∆: 3x − y − 6 = 0. Tọa độ tâm I của (C) là nghiệm của hệ 2x − y − 5 = 0, 3x − y − 6 = 0 ⇒ I(1; −3). Bán kính của đường tròn bằng R = IA = 5. Vậy phương trình đường tròn cần tìm (C) : (x − 1)2 + (y + 3)2 = 25. Ví dụ 8. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho hai đường thẳng d1: x + 3y + 8 = 0, d2: 3x − 4y + 10 = 0 và điểm A (−2; 1). Viết phương trình đường tròn (C) có tâm thuộc d1, đi qua điểm A và tiếp xúc với d2. Gọi I là tâm của (C). Do I ∈ d1 nên I (−3t − 8; t). Theo giả thiết bài toán, ta có: d (I, d2) = IA ⇔ |3 (−3t − 8) − 4t + 10| √2 + 42 = (−3t − 8 + 2)2 + (t − 1)2 ⇔ t = −3. Suy ra I(1; −3) và bán kính R = IA = 5. Vậy phương trình đường tròn cần tìm là (C): (x − 1)2 + (y + 3)2 = 25. Ví dụ 9. Viết phương trình đường tròn (C) có tâm nằm trên đường thẳng d: x − 6y − 10 = 0 và tiếp xúc với hai đường thẳng có phương trình d1: 3x + 4y + 5 = 0 và d2: 4x − 3y − 5 = 0. Vì đường tròn cần tìm có tâm K nằm trên đường thẳng d nên gọi K (6a + 10; a) Mặt khác đường tròn tiếp xúc với d1, d2 nên khoảng cách từ tâm K đến hai đường thẳng này bằng nhau và bằng bán kính R suy ra |3(6a + 10) + 4a + 5| = |4(6a + 10) − 3a − 5| ⇔ |22a + 35| = |21a + 35| ⇔ a = 0, a = −70. Với a = 0 thì K (10; 0) và R = 7 suy ra (C): (x − 10)2 + y2 = 49. Với a = −70 thì K và R. Vậy có hai đường tròn thỏa mãn có phương trình là (C): (x − 10)2 + y2 = 49. Ví dụ 10. Viết phương trình đường tròn tâm I thuộc đường thẳng d1: x − y + 1 = 0, bán kính R = 2 và cắt đường thẳng d2: 3x − 4y = 0 tại hai điểm A, B thỏa mãn AB = 2√3. Tâm I thuộc đường thẳng d1 nên suy ra I (a; a + 1). a = 1, a = −9. Với a = 1 ta có I (1; 2), phương trình đường tròn là: (x − 1)2 + (y − 2)2 = 4. Với a = −9 ta có I (−9; −8), phương trình đường tròn là: (x + 9)2 + (y + 8)2 = 4. BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, lập phương trình đường tròn đi qua ba điểm A (−1; 3), B (1; 4), C (3; 2). Bài 2. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho đường thẳng d : 2x − y − 4 = 0. Viết phương trình đường tròn (C) tiếp xúc với các trục tọa độ và có tâm ở trên đường thẳng d. Bài 3. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho hai điểm A (−1; 1), B (3; 3) và đường thẳng d: 3x − 4y + 8 = 0. Viết phương trình đường tròn (C) đi qua hai điểm A, B và tiếp xúc với d. Đường trung trực ∆ đi qua M (1; 2) là trung điểm AB và nhận AB = (4; 2) làm vectơ pháp tuyến nên có phương trình ∆: 2x + y − 4 = 0. Do (C) đi qua hai điểm A, B nên tâm I của (C) thuộc trung trực ∆ nên I (t; 4 − 2t). Bài 4. Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho hai đường thẳng d: x + 2y − 3 = 0 và ∆: x + 3y − 5 = 0. Viết phương trình đường tròn (C) có bán kính bằng 2√10, có tâm thuộc d và tiếp xúc với ∆.

Bài 5. Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho hai đường thẳng d1: √3x + y = 0. và d2: √3x − y = 0. Gọi (C) là đường tròn tiếp xúc với d1 tại A, cắt d2 tại hai điểm B, C sao cho tam giác ABC vuông tại B. Viết phương trình của (C), biết tam giác ABC có diện tích bằng √3 và điểm A có hoành độ dương.Bài 6. Cho ba đường thẳng d1: x−y + 1 = 0, d2: 3x−4y = 0, d3: 4x−3y −3 = 0. Viết phương trình đường tròn tâm I thuộc đường thẳng d1, cắt đường thẳng d2 tại hai điểm A, B và cắt đường thẳng d3 tại hai điểm C, D sao cho AB = CD = 2√3.

Cách viết phương trình đường thẳng đi qua hai điểm là một dạng toán thường gặp trong phần hệ tọa độ mặt phẳng lớp 10. Nhằm giúp quý thầy cô cũng như các bạn có thêm nguồn tài liệu phục vụ quá trình dạy và học, THPT Sóc Trăng đã chia sẻ bài viết sau đây. Bạn tìm hiểu nhé !

I. PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THẲNG LÀ GÌ?

• 

• 

• 

• 

1. Phương trình tổng quát của đường thẳng

Bạn đang xem: Cách viết phương trình đường thẳng đi qua hai điểm cực nhanh

Đường thẳng Δ có phương trình tổng quát là: 

 nhận  làm vectơ pháp tuyến.

2. Phương trình tham số của đường thẳng

– Phương trình tham số của đường thẳng đi qua điểm 

 nhận  làm vecto chỉ phương, Ta có:

– Đường thẳng d đi qua điểm , nhận  là vecto chỉ phương, phương trình chính tắc của đường thẳng là 

 với 

II. CÁCH VIẾT PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THẲNG ĐI QUA HAI ĐIỂM

Sau đây chúng tôi sẽ liệt kê các bước viết phương trình đường thẳng đi qua hai điểm một cách tổng quát nhất:

Bước 1: Gọi tỏng quát đường thẳng có dạng y = ax+b (a khác 0)

Bước 2: Với từng điểm cho trước thì thay trực tiếp vào phương trình đường thẳng, ta được 2 phương trình.

Bước 3: Giải hệ phương trình, tìm a và b

Bước 4: Viết phương trình tổng quát

Với nhiều bài toán dạng này, các bạn đều làm theo 4 bước chung ở trên, sau đây chúng tôi sẽ giới thiệu thêm một số dạng đặc biệt cụ thể.

1. Viết phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm thuộc trục tọa độ

• Nếu hai điểm cùng nằm trên trục Ox⇒ phương trình đường thẳng là phương trình của trục Ox:y=0
• Nếu hai điểm cùng nằm trên trục Oy⇒ phương trình đường thẳng là phương trình của trục Oy:x=0
• Nếu một điểm nằm trên Ox có tọa độ (a;0) và một điểm nằm trên Oy có tọa độ (0;b) thì phương trình đường thẳng là :
  • x/a+y/b=1    Đây là phương trình đường thẳng theo đoạn chắn.

Ví dụ:

Trong mặt phẳng Oxy cho hai điểm A(0;2) và B(3;0). Hãy viết phương trình tổng quát của đường thẳng đi qua hai điểm A;B

Cách giải:

Vì hai điểm A;B nằm trên hai trục tọa độ nên ta sử dụng phương trình đường thẳng theo đoạn chắn :

AB:x/3+y/2=1

⇔2x+3y−6=0

 2. Cách viết phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị

Bài toán: Cho hàm số bậc ba y=f(x)=ax3+bx2+cx+d có 2 điểm cực trị A(x1;y1);B(x2;y2) . Hãy viết phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị đó ?

Với những bài toán hàm số f(x) đã biết thì ta dễ dàng tìm ra tọa độ hai điểm cực trị rồi viết phương trình đường thẳng đi qua hai điểm đó

Với những bài toán mà hàm số f(x) có hệ số chứa tham số m thì ta sẽ làm như sau để viết được phương trình đường thẳng chứa tham số m của hai điểm cực trị :

Cách giải:

• Bước 1: Tính đạo hàm y′=3ax2+2bx+c
• Bước 2: Chia hàm số y cho y′ ta được:
  • f(x)=Q(x).f′(x)+P(x) với P(x)=Ax+B là hàm số bậc nhất
• Bước 3: Vì f′(x1)=f′(x2)=0 nên:
  • {y1=f(x1)=Ax1+By2=f(x2)=Ax2+B⇒ phương trình đường thẳng là y=Ax+B
  • Từ các bước trên ta tính được công thức tính nhanh phương trình đường thẳng đi qua hai điểm cực trị của hàm số bậc ba y=f(x)=ax3+bx2+cx+d là :
  • 2/3(c−b2/3a)x+(d−bc/9a)

Ví dụ:

Cho hàm số y=2x3+3(m−1)x2+6(m–2)x–1. Tìm m để hàm số có đường thẳng đi qua hai điểm cực trị song song với đường thẳng y=−4x+1

Cách giải:

Ta có :y′=6x2+6(m−1)x+6(m−2)

Hàm số có hai cực trị ⇔Δ=(m−1)2−4(m−2)>0

⇔(m−3)2>0⇔m≠3

Để đường thẳng đi qua hai điểm cực trị song song với đường thẳng y=−4x+1 thì hệ số góc của đường thẳng đó phải bằng −4

Áp dụng công thức tính nhanh ta có hệ số góc của đường thẳng đi qua hai điểm cực trị là :

−4=2/3[6(m−2)−9(m−1)2/6]=4(m−2)−(m−1)2

⇔−(m−3)2=−4⇔[m=1 hoặc m=5]

3. Viết phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm có cùng hoành độ, tung độ

• Phương trình đường thẳng đi qua hai điểm (a;y1) và (a;y2) có dạng : x=a
• Phương trình đường thẳng đi qua hai điểm (x1;b) và (x2;b) có dạng : y=b

Ví dụ:

Trong mặt phẳng Oxy cho hai điểm A(7;2) và B(100;2). Hãy viết phương trình tổng quát của đường thẳng đi qua hai điểm A;B

Cách giải:

Vì hai điểm A,B có cùng tung độ nên

⇒ phương trình đường thẳng AB:y=2

III. BÀI TẬP VIẾT PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THẲNG ĐI QUA HAI ĐIỂM

Bài 1: Viết phương trình đường thẳng y = ax + b biết

a) Đi qua 2 điểm A(-3,2), B (5,-4). Tính diện tích tam giác được tạo bởi đường thẳng và 2 trục tọa độ.

b) Đi qua A (3,1) song song với đường thẳng y = -2x + m -1

Hướng dẫn giải

a. Gọi phương trình tổng quát là: y = ax + b

Do PTĐT đi qua 2 điểm A, B nên ta có:

Vậy PT tổng quát cần tìm là: 

Giao điểm của đường thẳng với trục Ox là: 

Giao điểm của đường thẳng với trục Oy là: 

b. Gọi phương trình tổng quát là: y = ax + b

Do đường thẳng song song với y = -2x + m -1

⇒ a = -2

Phương trình đường thẳng trở thành y = -2x + b

Mà đường thẳng qua điểm A(3; 1)

⇒ 1 = 3.(-2) + b
⇒ b = 7

Vậy phương trình tổng quát là: y = -2x + 7

Bài 2: Cho hàm số 

. Tìm m để hàm số có đường thẳng đi qua hai điểm cực trị song song với đường thẳng y=-4 x+1

Cách giải:

Ta có :

Hàm số có hai cực trị 

Để đường thẳng đi qua hai điểm cực trị song song với đường thẳng y=-4 x+1 thì hệ số góc của đường thẳng đó phải bằng -4

Áp dụng công thức tính nhanh ta có hệ số góc của đường thẳng đi qua hai điểm cực trị là :

Bài 3: Viết phương trình đường thẳng tham số, phương trình tổng quát đi qua 2 điểm A (1;2) và B (2;3). Vẽ đường thẳng vừa tìm được trên hệ tọa độ Oxy.

Hướng dẫn giải

Cách 1: Sử dụng định nghĩa	Cách 2: Sử dụng phương trình tổng quát
Phương trình tham số:  Phương trình tổng quát:	Phương trình tham số:  Gọi phương trình tổng quát là: y = ax + b Do PTĐT đi qua 2 điểm A, B nên ta có: Vậy PT tổng quát cần tìm là:

Bài 4: Viết phương trình y = ax + b của đường thẳng: 
a) Đi qua điểm A(4; 3), B(2;- 1)
b) Đi qua điểm A(1;- 1) và song song với Ox
Bài giải:a). Phương trình đường thẳng (d) qua A(4; 3) và B(2;- 1) có dạng tổng quát là y = ax + b, trong đó a, b là các hằng số cần xác định.Vì A(4; 3) ∈ d nên ta có phương trình của (d), do đó ta có: 3 = a.4 + b.Tương tự B(2;- 1) ∈ d nên ta có: – 1 = a.2 + bTừ đó ta tìm được phương trình đường thẳng AB là: y = 2x – 5.Phương trình đường thẳng AB là: y = 2x – 5.

b). y = – 1.

Bài 5: Viết phương trình dạng y = ax + b của đường thẳng đi qua hai điểm M(-1;3) và N(1;2)
Bài giải:Vì đường thẳng có phương trình dạng y = ax + b nên ta cần xác định các hệ số a và b.Đường thẳng đó đi qua M(-1;3) và N(1;2), tức là tọa độ M và N thỏa mãn phương trình y = ax + b.Đường thẳng đi qua M(-1;3) và N(1;2) nên ta có:-a + b = 3 và a + b = 2Giải ra ta có : a=-1/2 ; b=5/2

Vậy phương trình đường thẳng là: y = (-1/2)x + 5/2

Bài 6: Viết phương trình đường thẳng (d) đi qua 2 điểm A(1;2) và B(3;4).
Ta có: vecto AB = (3 – 1; 4 – 2) = (2;2)Chọn u(1;1) là VTCP của đt(d) (lấy như vậy để tinh gọn tính toán sau này).vậy VTPT của (d) là n(-1;1).– Phương trình tham số của (d): x = 1 + t ; y = 2 + t (t thuộc R).– Phương trình tổng quát (d): (-1)(x-1) + 1(y-2) = 0 <=> x – y + 1 = 0.– Phương trình chính tắc (d): (x-1)/(-1) = (y-2)/1.– Phương trình theo hệ số góc:Hệ số góc của đường thẳng (d) k = (4-2)/(3-1) = 2/2 = 1.

Vậy phương trình đường thẳng(d): y = 1(x-1) + 2 <=> y = x+1.

Bài 7: Cho Parabol (P):y=–ײ . Viết phương trình đường thẳng đi qua hai điểm A và B biết  A và B là hai điểm thuộc (P) và có hoành độ lần lượt là 1 và 2.

Bài giải:

Vì A có hoành độ bằng -1 và thuộc (P) nên ta có tung độ y =−(1)²=–1 => A(1;−1)

Vì B có hoành độ bằng 2 và thuộc (P) nên ta có tung độ y =–(2)²=−4 ⇒ B(2;−4)

Gọi phương trình đường thẳng cần tìm có dạng d: y=ax+b

Vì đường thẳng d đi qua hai điểm A và B nê n ta có:

⇔  

Thay a=-3 và b=2 vào phương trình đường thẳng d thì d là: y=−3x+2

Vậy phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm A và B là: y=−3x+2

Chú ý: Hai điểm A và B có thể biết trước tọa độ hoặc chưa biết tọa độ ngay, chúng ta cần phải đi tìm tọa độ của chúng.

Vậy là quý thầy cô và các bạn học sinh vừa được chia sẻ cách viết phương trình đường thẳng đi qua hai điểm nhanh nhất. Hi vọng, đây là sẽ là nguồn tư liệu cần thiết giúp các bạn dạy và học tốt hơn. Xem thêm cách chứng minh hai vectơ vuông góc và bằng nhau tại đường link này nữa bạn nhé !

Đăng bởi: THPT Sóc Trăng

Chuyên mục: Giáo dục