Xác định véctơ chỉ phương, véctơ pháp tuyến
Dạng 2. Xác định điểm thuộc đường thẳng
Dạng 3. Viết phương trình đường thẳng đi qua 1 điểm và có một vtcp hoặc vtpt
Dạng 4. Viết phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm
Dạng 5. Viết phương trình đường thẳng song song hoặc vuông góc với một đường thẳng cho trước
Dạng 6. Tính khoảng cách từ điểm đến đường thẳng
Dạng 7. Tính góc giữa hai đường thẳng
Câu 1:
Trong mặt phẳng \(Oxy\), cho đường thẳng \(d\colon 2x+3y-4=0\). Véc-tơ nào sau đây là véc-tơ pháp tuyến của \(d\)?
Đáp án: \(\overrightarrow{n}_2=(-4;-6)\)
Lời giải:
Véc-tơ \(\overrightarrow{n}_2=(-4;-6)\) là một véc-tơ pháp tuyến của đường thẳng \(d\).
Câu 2:
Cho đường thẳng \( (d)\colon 2x+y-3=0 \). Véc-tơ nào sau đây là véc-tơ pháp tuyến của \( (d) \)?
Đáp án: \( \overrightarrow{n}=(2;1) \)
Lời giải:
Đường thẳng \( ax+by+c=0 \) có một véc-tơ pháp tuyến là \( (a;b) \). Vậy đường thẳng \( 2x+y-3=0 \) có một véc-tơ pháp tuyến là \( (2;1) \).
Câu 1:
Trong các điểm sau, điểm nào thuộc đường thẳng \(\begin{cases} x=1+t \\ y=2-t.\end{cases}\)
Đáp án: \(D(0;3)\)
Lời giải:
Gọi \(\Delta\) là đường thẳng \(\begin{cases} x=1+t \\ y=2-t.\end{cases}\)
Xét các trường hợp
\(\bullet\,\) Giả sử \(A(2;3)\) thuộc \(\Delta\) khi đó \(\begin{cases} 2=1+t \\ 3=2-t\end{cases}\Leftrightarrow \begin{cases} t=1 \\ t=-1\end{cases}\) (vô nghiệm). Vậy \(A(2;3)\) không thuộc \(\Delta\).
\(\bullet\,\) Giả sử \(B(3;1)\) thuộc \(\Delta\) khi đó \(\begin{cases} 3=1+t \\ 1=2-t\end{cases}\Leftrightarrow \begin{cases} t=2 \\ t=1\end{cases}\) (vô nghiệm). Vậy \(B(3;1)\) không thuộc \(\Delta\).
\(\bullet\,\) Giả sử \(C(1;-2)\) thuộc \(\Delta\) khi đó \(\begin{cases} 1=1+t \\ -2=2-t\end{cases}\Leftrightarrow \begin{cases} t=0 \\ t=4\end{cases}\) (vô nghiệm). Vậy \(C(1;-2)\) không thuộc \(\Delta\).
\(\bullet\,\) Giả sử \(D(0;3)\) thuộc \(\Delta\) khi đó \(\begin{cases} 0=1+t \\ 3=2-t\end{cases}\Leftrightarrow \begin{cases} t=-1 \\ t=-1\end{cases}\Leftrightarrow t=-1\) (thỏa mãn).
Vậy \(D(0;3)\) thuộc \(\Delta\).
Câu 2:
Đường thẳng \(d\colon \begin{cases} x=4-2t \\ y=5+t\end{cases}\) đi qua điểm nào sau đây?
Đáp án: \((2;6)\)
Lời giải:
Thay \(t=1\) vào phương trình đường thẳng \(d\) ta được
\( \begin{cases} x=4-2\cdot 1=2 \\ y=5+1=6 \end{cases} \Rightarrow (2;6)\in d. \)
Câu 1:
Chuyển phương trình đường thẳng sau về dạng tổng quát \(\begin{cases} x=1+2t \\ y=2+t.\end{cases}\)
Đáp án: \(x-2y+3=0\)
Lời giải:
Gọi \(d\) là đường thẳng đã cho.
Từ phương trình tham số trên ta có \(M\left( 1;2 \right)\) thuộc \(d\), \(\overrightarrow{u}= \left( 2;1 \right)\) là véc-tơ chỉ phương của đường thẳng.
Suy ra \(\overrightarrow{n} = \left( -1;2 \right)\) là véc-tơ pháp tuyến.
Đường thẳng \(d\) đi qua \(M\left( 1;2 \right)\), nhận \(\overrightarrow{n}=\left( -1;2 \right)\) làm véc-tơ pháp tuyến có phương trình là \(-1 \left( x-1 \right)+2\left( y-2 \right)=0\) \(\Leftrightarrow -x+2y-3=0 \Leftrightarrow x-2y+3=0.\)
Câu 2:
Phương trình tham số của đường thẳng \(d\) đi qua điểm \(M(1;-5)\) và có véc-tơ chỉ phương \(\overrightarrow{u}=(2;-3)\) là
Đáp án: \(\begin{cases}x=1+2t\\y=-5-3t\end{cases}\)
Lời giải:
Phương trình tham số đường thẳng \(d\) qua \(M(1;-5)\) và có véc-tơ chỉ phương \(\overrightarrow{u} = (2;-3)\) là \\ \centerline\(\begin{cases}x=1+2t\\y=-5-3t.\end{cases}\)
Câu 1:
Phương trình tổng quát của đường thẳng đi qua hai điểm \(A\left(12;8\right)\) và \(B\left(25;4\right)\) là
Đáp án: \(4x+13y-152=0\)
Lời giải:
Ta có \(\overrightarrow{AB}=\left(13;-4\right)\) nên \(\overrightarrow{n}=\left(4;13\right)\) là một véc-tơ pháp tuyến của đường thẳng \(AB\).
Khi đó phương trình tổng quát của đường thẳng \(AB\) là
\(4\left(x-25\right)+13\left(y-4\right)=0\) \(\Leftrightarrow 4x+13y-152=0\).
Câu 2:
Viết phương trình tổng quát của đường thẳng đi qua hai điểm \(M(3;4)\) và \(N(0;1)\).
Đáp án: \(x-y+1=0\)
Lời giải:
Ta có \(\overrightarrow{MN}=(-3;-3)=(-3)(1;1)\), suy ra đường thẳng \(MN\) có một véc-tơ pháp tuyến \(\overrightarrow{u}=(1;1)\) nên có một véc-tơ pháp tuyến là \(\overrightarrow{n}=(1;-1)\).
Phương trình tổng quát của đường thẳng đi qua hai điểm \(M\), \(N\) là \(x-3-(y-4)=0 \Leftrightarrow x-y+1=0\).
Câu 1:
Cho tam giác \(ABC\), biết \(A(-2;3)\), \(B(4;1)\), \(C(1;-2)\). Đường cao hạ từ đỉnh \(A\) của tam giác có phương trình là
Đáp án: \(x+y-1=0\)
Lời giải:
Gọi \(d\) là đường thẳng chứa đường cao cao hạ từ đỉnh \(A\) của tam giác \(ABC\).
\(d\) đi qua \(A\) và nhận \(\overrightarrow{BC}=(-3;-3)\) làm véc-tơ pháp tuyến nên có phương trình là
\(a(x-x_0)+b(y-y_0)=0\) \(\Leftrightarrow -3(x+2)-3(y-3)=0\) \(\Leftrightarrow x+y-1=0.\)
Câu 2:
Phương trình đường trung trực của đoạn \(AB\) với \(A(-2;1)\) và \(B(4;5)\) là
Đáp án: \(3x+2y=9\)
Lời giải:
Đường trung trực của \(AB\) đi qua trung điểm \(I(1;3)\) và nhận \(\overrightarrow{AB} =(6;4)\) làm véc-tơ pháp tuyến, có phương trình là
\(3(x-1)+2(y-3)=0\) \(\Leftrightarrow 3x+2y=9. \)
Câu 1:
Khoảng cách từ \(M(4;2)\) đến đường thẳng \(d \colon \begin{cases}x=1-2t\\y=1+t\end{cases}\) là
Đáp án: \(\sqrt{5}\)
Lời giải:
Ta có \(d\) qua \(N(1;1)\) và có \(\overrightarrow{u}=(-2;1)\) là véc-tơ chỉ phương nên \(\overrightarrow{n}=(1;2)\) là một véc-tơ pháp tuyến của \(d\). Do đó \(d\colon x+2y-3=0\).
Suy ra \(\mathrm{d}(M,d)=\displaystyle\frac{|4+2 \cdot 2-3|}{\sqrt{1^2+2^2}}=\sqrt{5}\).
Câu 2:
Trong mặt phẳng \(Oxy\), khoảng cách từ \(M(3;-4)\) đến đường thẳng \(\Delta \colon 3x-4y-1=0\) là
Đáp án: \(\displaystyle\frac{24}{5}\)
Lời giải:
Ta có \(\mathrm{d}(M,\Delta)=\displaystyle\frac{|3\cdot 3-4\cdot (-4)-1|}{\sqrt{3^2+(-4)^2}}=\displaystyle\frac{24}{5}\).
Câu 1:
Góc giữa hai đường thẳng \(d_1 \colon x+2y+4=0\) và \(d_2 \colon x-3y+6=0\) là
Đáp án: \(45^{\circ}\)
Lời giải:
Véc-tơ pháp tuyến của hai đường thẳng \(d_1\), \(d_2\) lần lượt là \(\overrightarrow{n}_1=(1;2)\) và \(\overrightarrow{n}_2=(1;-3)\).
Ta có \(\overrightarrow{n}_1 \cdot \overrightarrow{n}_2=-5\), \(\left|\overrightarrow{n}_1\right|=\sqrt{5}\) và \(\left|\overrightarrow{n}_2\right|=\sqrt{10}\).
Do đó \(\cos (d_1, d_2)=\displaystyle\frac{\left|\overrightarrow{n}_1 \cdot \overrightarrow{n}_2\right|}{\left|\overrightarrow{n}_1\right| \cdot \left|\overrightarrow{n}_2\right|}\) \(=\displaystyle\frac{5}{\sqrt{5} \cdot \sqrt{10}}=\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}\).
Hay \((d_1, d_2)=45^{\circ}\).
Câu 2:
Cho đường thẳng \(d_1\colon x+2y-2=0\) và \(d_2\colon x-y=0\). Tính cosin của góc tạo bởi giữa hai đường thẳng đã cho.
Đáp án: \(\displaystyle\frac{\sqrt{10}}{10}\)
Lời giải:
\(\bullet\,\) Hai đường thẳng \(d_1\) và \(d_2\) có các véc-tơ pháp tuyến lần lượt là \(\overrightarrow{n}_1=(1;2)\), \(\overrightarrow{n}_2=(1;-1)\).
\(\bullet\,\) Góc \(\alpha\) giữa hai đường thẳng \(d_1\) và \(d_2\) được tính theo công thức
\(\cos\alpha=\left|\cos\left(\overrightarrow{n}_1,\overrightarrow{n}_2\right)\right|\) \(=\displaystyle\frac{|1\cdot 1+2\cdot(-1)|}{\sqrt{1^2+2^2}\cdot\sqrt{1^2+(-1)^2}}=\displaystyle\frac{\sqrt{10}}{10}.\)
Câu 1:
Vị trí tương đối của hai đường thẳng \(\Delta_1\colon 2x+y+3=0\); \(\Delta_2\colon x+2y+3=0\) là
Đáp án: Cắt nhau nhưng không vuông góc
Lời giải:
\(\Delta_1\colon 2x+y+3=0\) có véc-tơ pháp tuyến \(\overrightarrow{n}_1=(2;1)\).
\(\Delta_2\colon x+2y+3=0\) có véc-tơ pháp tuyến \(\overrightarrow{n}_2=(1;2)\).
Ta có \(\begin{cases}\displaystyle\frac{2}{1}\neq\displaystyle\frac{1}{2}\\\overrightarrow{n}_1\cdot \overrightarrow{n}_2\neq 0.\end{cases}\)
Vậy \(\Delta_1\), \(\Delta_2\) cắt nhau nhưng không vuông góc.
Câu 2:
Đường thẳng \(\Delta\colon 3 x-2 y-7=0\) cắt đường thẳng nào sau đây?
Đáp án: \(d_1\colon 3 x+2 y=0\)
Lời giải:
Do \( \overrightarrow{n}_{\Delta}=(3;-2) \) không cùng phương với \( \overrightarrow{n}_{d_1}=(3;2) \) nên đường thẳng \(\Delta\) cắt đường thẳng \( d_1 \).