Dạng toán viết phương trình đường trung trực của đoạn thẳng có lẽ ai cũng rõ, nhưng không phải ai cũng thường sử dụng cách này. Vậy cách đó là gì và như thế nào mà nghe có vẻ NÓNG thế? Cứ từ từ, trước tiên chúng ta cùng xem qua khái niệm đường trung trực và tính chất của nó đã. Show Đường trung trực của đoạn thẳng là gì?Đường trung trực của đoạn thẳng AB là đường thẳng vuông góc với AB tại trung điểm I của AB.  Tính chất của đường trung trựcTính chất 1: Điểm nằm trên đường trung trực của một đoạn thẳng thì cách đều hai mút của đoạn thẳng đó. Tức là nếu điểm M thuộc đường trung trực d của AB thì $MA=MB$ Tính chất 2: Điểm cách đều hai mút của một đoạn thẳng thì nằm trên đường trung trực của đoạn thẳng đó. Tức là nếu $MA=MB$ thì M nằm trên đường trung trực của AB. Đường trung trực của tam giácTrong tam giác, ba đường trung trực đồng quy tại một điểm, điểm đó cách đều 3 đỉnh của tam giác và là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác. Trong tam giác vuông tâm đường tròn ngoại tiếp là trung điểm của cạnh huyền. Cách viết phương trình đường trung trực của đoạn thẳngTới cái vấn đề chính rồi các bạn à, trong bài giảng này thầy sẽ hướng dẫn các bạn viết phương trình đường trung trực của đoạn thẳng theo 2 cách:
Trong hai cách này theo các bạn cách nào sẽ dễ hơn và nhanh hơn? Chúng ta cùng tìm hiểu nhé.
Cách 1: Ta có: $\vec{AB}=(0;2)$ và trung điểm của đoạn AB là $I(1;1)$ Đường trung trực của đoạn thẳng AB đi qua I và vuông góc với AB nên nhận $\vec{AB}(0;2)$ làm vectơ pháp tuyến. Có phương trình là: $0(x-1)+2(y-1)=0 \Leftrightarrow y-1=0$ Vậy phương trình đường trung trực của đoạn thẳng AB là: $y-1=0$ Cách 2: Gọi $M(x;y)$ là điểm bất kỳ thuộc đường trung trực của đoạn thẳng AB. Khi đó ta có: $MA=MB$. Mặt khác: $MA=|\vec{MA}|=\sqrt{(x-1)^2+(y-0)^2}$ và $MB=|\vec{MB}|=\sqrt{(x-1)^2+(y-2)^2}$ Từ $MA=MB \Leftrightarrow \sqrt{(x-1)^2+(y-0)^2}=\sqrt{(x-1)^2+(y-2)^2}$ $\Leftrightarrow (x-1)^2+(y-0)^2 = (x-1)^2+(y-2)^2$ $\Leftrightarrow y^2 = (y-2)^2$ $\Leftrightarrow y^2=y^2-4y+4$ $\Leftrightarrow y-1=0$ Vậy phương trình đường tung trực của đoạn thẳng AB là: $y-1=0$ Tham khảo bài giảng:
Phân tích: Các đường thẳng MN, NP, MP là đường trung bình của các cạnh của tam giác. Do đó nó sẽ vuông góc với các đường trung trực của 3 canh tam giác. Từ đây các bạn sẽ tìm được vectơ pháp tuyến của đường trung trực. Bài toán được giải quyết.
Hai bài tập sau các bạn hãy tự làm coi như bài tập rèn luyện. Với hướng dẫn của bài tập 1 các bạn cũng sẽ biết nên chọn cách làm nào cho hợp lý và các bạn cũng đã nắm được đâu là cách mà chúng ta ít khi sử dụng tới khi viết phương trình đường trung trực của đoạn thẳng. Hãy chia sẻ cảm nhận của mình về bài viết dưới phần thảo luận nhé.
SUB ĐĂNG KÍ KÊNH GIÚP THẦY NHÉ 14:29:0614/05/2020 Tuy nhiên, để Viết được phương trình các cạnh của tam giác ABC hay viết phương trình đường cao, đường trung trực, đường trung tuyến và đường phân giác, ngoài việc nhớ cách viết phương trình đường thẳng các em cần nhớ được tính chất của các đường này. Bài viết dưới đây sẽ giới thiệu một số loại bài tập thường gặp về viết phương trình các cạnh, phương trình đường cao, đường trung trực, đường trung tuyến, đường phân giác của góc trong tam giác và mối quan hệ qua lại giữa các đường thẳng này. • Loại 1: Viết phương trình các cạnh của tam giác ABC khi biết tọa độ các đỉnh A, B, C. * Ví dụ: Cho tam giác ABC biết A(3;-1), B(6;2) và C(1;4). Hãy viết phương trình đường thẳng AB, BC và CA. ° Lời giải: - Phương trình tổng quát của đường thẳng AB là:
- Tương tự PTTQ của đường thẳng BC là:
- Tương tự PTTQ của đường thẳng CA là:
• Loại 2: Viết phương trình các cạnh của tam giác ABC khi biết tọa độ các đỉnh A và 2 đường cao BI và CH. * Ví dụ: Lập phương trình các cạnh của tam giác ABC biết A(2;2) và đường cao BI và CH có phương trình lần lượt là 9x - 3y - 4 = 0 và x + y - 2 = 0. ° Lời giải: - Vì BI ⊥ AC nên vectơ pháp tuyến của BI là vectơ chỉ phương của AC tức là:
⇒ PTĐT AC qua A(2;2) có VTPT (1;3) có pt:
¤ Lưu ý: Có thể viết PTĐT AC có VTPT (1;3) có dạng: x + 3y + m = 0 qua A(2;2) nên thay A vào pt được: 2 + 3.2 + m = 0 ⇒ m = -8 ⇒ PTĐT AC là: x + 3y - 8 = 0. - Tương tự vì CH ⊥ AB nên vectơ pháp tuyến của CH là vectơ chỉ phương của AB tức là: ⇒ PTĐT AB qua A(2;2) có VTPT (-1;1) có pt:
- Tọa độ B là nghiệm của hệ phương trình tạo bởi đường thẳng AB và BI:
Giải hệ trên được B(2/3;2/3) - Tọa độ C là nghiệm của hệ phương trình tạo bởi đường thẳng AC và CH:
Giải hệ này được C(-1;3). ⇒ Phương trình tổng quát cạnh BC của tam giác có dạng:
° Loại 3: Viết phương trình các cạnh của tam giác ABC khi biết tọa độ điểm A và 2 đường trung tuyến BM và CN. * Ví dụ: Cho tam giác ABC có A(2;1) và hai đường trung tuyến BM và CN có phương trình lần lượt là: 2x + y - 1 = 0 và x - 1 = 0. ° Lời giải: - Tọa độ trọng tâm G của tam giác ABC là nghiệm của hệ pt tạo bởi BM và CN: - Gọi B(xB;yB), vì B thuộc đường trung tuyến BM nên ta có: 2xB + yB - 1 = 0 ⇒ yB = -2xB + 1 ⇒ B(xB; -2xB+1) - Gọi C(xC;yC), vì C thuộc đường trung tuyến CN nên ta có: xC - 1 = 0 ⇒ xC = 1 ⇒ C(1;yC) - Vì G là trọng tâm của tam giác ABC nên có:
- Bài toán giờ trở về lập pt các cạnh của tam giác biết tọa độ điểm A(2;1), B(0;1) và C(1;-5) như loại 1.(Các em tự làm tiếp). ° Loại 4: Viết phương trình các cạnh của tam giác ABC khi biết tọa độ điểm các trung điểm * Ví dụ: Viết phương trình các cạnh của tam giác ABC biết tọa độ các trung điểm của các cạnh BC, CA, AB lần lượt là M(2;0), N(2;2) và P(-1;3) ° Lời giải: • Cách 1: Sử dụng tính chất trung điểm (cách phổ biến thường dùng). - Vì M là trung điểm của cạnh BC nên có:
- Vì N là trung điểm của cạnh CA nên có:
- Vì P là trung điểm của cạnh AB nên có:
- Để tìm tạo độ A,B,C của tam giác ta đi giải hệ phương trình:
- Vậy ta có tọa độ các điểm A(-1;5), B(-1;1) và C(5;-1) - Lập phương trình các cạnh tương tự loại 1. • Cách 2: Sử dụng tính tổng vectơ của hình bình hành (các em vẽ hình để dễ hình dung). - Tứ giác ANMP là hình bình hành nên có: - Tứ giác BMNP là hình bình hành nên: - Tương tự CMPN là hình bình hành nên: - Từ đây ta quay lại loại 1 lập pt các cạnh tam giác ABC khi biết tọa độ các đỉnh. ° Loại 5: Viết phương trình các đường trung tuyến của tam giác ABC khi biết tọa độ A,B,C. * Ví dụ: Cho tam giác ABC biết A(3;-1), B(6;2) và C(1;4). Hãy viết phương trình các đường trung tuyến của tam giác. ¤ Lời giải: • Sử dụng tính chất đường trung tuyến trong tam giác, đường trung tuyến từ đỉnh A đi qua trung điểm của cạnh BC. Gọi M(xM;yM) là trung điểm của BC, khi đó ta có:
- Phương trình tổng quát đường trung tuyến hạ từ A xuống BC là:
• Làm tương tự với các đường trung tuyến hạ từ B xuống AC và C xuống AB. ° Loại 6: Viết phương trình các đường cao của tam giác ABC khi biết tọa độ A,B,C. * Ví dụ: Cho tam giác ABC biết A(3;-1), B(6;2) và C(1;4). Hãy viết phương trình các đường cao của tam giác. ¤ Lời giải: • Sử dụng tính chất đường cao trong tam giác, đường cao hạ từ đỉnh A vuông góc với cạnh BC nên có vectơ BC là pháp tuyến.
⇒ Phương trình đường cao đi qua A(3;-1) có vectơ pháp tuyến
• Tương tự, đường cao qua B vuông góc AC nhận AC làm vectơ pháp tuyến; đường cao qua C vuông góc AB nhận AB làm vectơ pháp tuyến. ° Loại 7: Viết phương trình các đường phân giác của tam giác ABC khi biết tọa độ A,B,C. * Phương pháp giải: - Cho 2 đường thẳng cắt nhau (d1): A1x + b1y + C1 = 0 và (d2): A2x + B2y + C2 = 0. - Sử dụng tính chất đường phân giác, điểm M(x;y) bất kỳ thuộc đường phân giác luôn cách đều 2 đường thẳng (d1) và (d2). Tức là, phương trình các đường phân giác của góc tạo bởi 2 đường thẳng đó là:
* Chú ý: Cho đường thẳng ∆: Ax + By + C = 0 và hai điểm A(xA; yA); B(xB;yB ). - Đặt f(x;y) = Ax + By + C: + A và B nằm về cùng một phía đối với ∆ ⇔ f(xA; yA).f(xB; yB) > 0 + A và B nằm khác phía đối với ∆ ⇔ f(xA; yA). f(xB; yB) < 0 * Ví dụ: Cho tam giác ABC có A(0;2), B(1;2) và C(3;6). Phương trình đường phân giác trong các góc A,B,C của tam giác. ¤ Lời giải: • Sử dụng tính chất đường phân giác trong tam giác. Bất kỳ điểm M nào nằm trên đường phân giác góc A cách đều cạnh AB và AC. Tức là M(xM;yM) nằm trên đường phân giác góc A thì: ⇒ Như vậy trước hết cần lập phương trình đường thẳng AB, AC và BC, sau đó tính khoảng cách từ 1 điểm thuộc đường phân giác tới 2 cạnh tương ứng. • Viết pt đường phân giác góc A - Đường thẳng AB qua A(0;2) có VTCP: ⇒ PT đường thẳng AB: 0(x - 0) + 1(y - 2) = 0 ⇔ y - 2 = 0 - Tương tự AC qua A(0;2) có VTCP: ⇒ PT đường thẳng AC: 4(x - 0) – 3(y - 2) = 0 ⇔ 4x - 3y + 6 = 0 ⇒ Các đường phân giác góc A là:
- Ta đặt f1(x;y) = x - 2y + 4 ⇒ f1(B).f1(C) = (1 - 2.2 + 4)(3 - 2.6 + 4) = -5 < 0 ⇒ B và C nằm khác phía so với đường thẳng: x - 2y + 4 = 0. ⇒ Đường phân giác trong góc A là: x - 2y + 4 = 0 - Ta đặt f2(x;y) = 2x + y - 2 ⇒ f2(B).f2(C) = (2.1 + 2 - 2)(2.3 + 6 - 2) = 20 > 0 ⇒ Đường phân giác ngoài góc A là: 2x + y - 2 = 0 • Viết pt đường phân giác góc B và C tương tự
Hy vọng với bài viết Viết Phương trình các cạnh, đường cao, trung trực, trung tuyến, phân giác của Tam Giác ABC ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em hãy để lại nhận xét dưới bài viết để hayhochoi ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tốt. |
