\(\S2.\) ĐƯỜNG THẲNG TRONG MẶT PHẲNG TỌA ĐỘ

Lỗi khi trích xuất lý thuyết từ dữ liệu

Phần 1. Trắc nghiệm bốn lựa chọn

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

Dạng 8. Bài toán chứa tham số

Dạng 1. Xác định véctơ chỉ phương, véctơ pháp tuyến

Câu 1:

Đường thẳng \(\Delta\) có véc-tơ chỉ phương \(\overrightarrow{u}=(2;-3)\). Mệnh đề nào sau đây đúng?

Đáp án: \(\overrightarrow{n}=(3;2)\) là một véc-tơ pháp tuyến của \(\Delta\)

Lời giải:

Đường thẳng \(\Delta\) có véc-tơ chỉ phương \(\overrightarrow{u}=(2;-3)\Rightarrow \overrightarrow{n}=(3;2)\) là một véc-tơ pháp tuyến.

Câu 2:

Trong mặt phẳng tọa độ \(Oxy\), cho đường thẳng \(d\colon 2x+3y-4=0\). Véc-tơ nào sau đây là một véc-tơ pháp tuyến của \(d\)?

Đáp án: \(\overrightarrow{n}=(2;3)\)

Lời giải:

Đường thẳng \(d\colon 2x+3y-4=0\) có một véc-tơ pháp tuyến là \(\overrightarrow{n}=(2;3)\).

Dạng 2. Xác định điểm thuộc đường thẳng

Câu 1:

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 2:

Trong mặt phẳng tọa độ \(Oxy\) cho đường thẳng \(\Delta\colon \begin{cases}x=3-t\\y=1+2t\end{cases}\,\left(t\in\mathbb{R}\right)\). Điểm nào sau đây nằm trên đường thẳng \(\Delta\)?

Đáp án: \(D(3;1)\)

Lời giải:

Thay tọa độ các điểm vào phương trình đường thẳng \(\Delta\) ta thấy điểm \(D(3;1)\) thuộc \(\Delta\).

Dạng 3. Viết phương trình đường thẳng đi qua 1 điểm và có một vtcp hoặc vtpt

Câu 1:

Trong mặt phẳng \(Oxy\), đường thẳng đi qua \(A(-1 ; 2)\), nhận \(\overrightarrow{n}=(2 ;-4)\) làm véc-tơ pháp tuyến có phương trình là

Đáp án: \(x-2y+5=0\)

Lời giải:

Đường thẳng đi qua \(A(-1 ; 2)\), nhận \(\overrightarrow{n}=(2 ;-4)\) làm véc-tơ pháp tuyến có phương trình là

\(2(x+1)-4(y-2)=0\) \(\Leftrightarrow 2x-4y+10=0\) \(\Leftrightarrow x-2y+5=0.\)

Vậy phương trình đường thẳng cần tìm là \(x-2y+5=0\).

Câu 2:

Viết phương trình tổng quát của đường thẳng đi qua \(M\left( 3;6 \right)\) và có một\overrightarrow-tơ pháp tuyến \(\overrightarrow{n}=\left( 2;1 \right)\).

Đáp án: \(2x+y-12=0\)

Lời giải:

Đường thẳng đi qua \(M\left( 3;6 \right)\) và có một véc-tơ pháp tuyến \(\overrightarrow{n}= \left( 2;1 \right)\) có phương trình tổng quát là \( 2\left( x-3 \right)+1\left( y-6 \right)=0 \Leftrightarrow 2x+y-12=0.\)

Dạng 4. Viết phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm

Câu 1:

Đường trung trực của đoạn \(AB\) với \(A(1;-4)\) và \(B(1;2)\) có phương trình là

Đáp án: \(y+1=0\)

Lời giải:

Đường trung trực của đoạn \(AB\) đi qua trung điểm \(I\) của đoạn \(AB\) và nhận \(\overrightarrow{AB}\) làm véc-tơ pháp tuyến.

Ta có \(I(1;-1)\) và \(\overrightarrow{AB}=(0;6)=6(0;1)\).

Phương trình của đường trung trực là

\(0(x-1)+1(y+1)=0\) \(\Leftrightarrow y+1=0.\)

Câu 2:

Viết phương trình tham số của đường thẳng đi qua hai điểm \(A(3;0)\) và \(B(0;-5)\).

Đáp án: \(\begin{cases}x=3+3t\\y=5t\end{cases}\)

Lời giải:

Ta có \(\overrightarrow{BA}=(3;5)\).\\

Đường thẳng \(AB\) đi qua điểm \(A(3;0)\) và có véc-tơ chỉ phương \(\overrightarrow{BA}=(3;5)\) nên phương trình tham số của đường thẳng \(AB\) là \(\begin{cases}x=3+3t\\y=5t.\end{cases}\)

Dạng 5. Viết phương trình đường thẳng song song hoặc vuông góc với một đường thẳng cho trước

Câu 1:

Trong mặt phẳng \(Oxy\), cho đường thẳng \(d \colon 2x-y+7=0\) và điểm \(M(3;-5)\). Viết phương trình đường thẳng \(\Delta\) qua \(M\) và song song với đường thẳng \(d\).

Đáp án: \(\Delta \colon 2x-y-11=0\)

Lời giải:

Ta có \(\Delta\parallel d\) nên phương trình \(\Delta\) có dạng \(2x-y+c=0\), \(\left(c \ne 7\right)\).

Mà \(M \in \Delta\) nên \(2 \cdot 3+5+c=0\) \(\Leftrightarrow c=-11\).

Vậy \(\Delta \colon 2x-y-11=0\).

Câu 2:

Cho \(3\) đường thẳng \(\left(d_1\right)\colon 3x-2y+5=0\); \(\left(d_2\right)\colon 2x+4y-7=0\); \(\left(d_3\right)\colon 3x+4y-1=0\). Viết phương trình đường thẳng \(\left(d\right)\) đi qua giao điểm của \(\left(d_1\right)\) và \(\left(d_2\right)\) và song song \(\left(d_3\right)\).

Đáp án: \(24x+32y-53=0\)

Lời giải:

Đường thẳng \(\left(d\right)\) song song \(\left(d_3\right)\) nên có phương trình \(3x+4y+c=0\) \((c\ne -1)\).

Giao điểm \(M\) của \(\left(d_1\right)\) và \(\left(d_2\right)\) là nghiệm của hệ \(\begin{cases}3x-2y+5=0\\ 2x+4y-7=0\end{cases}\) nên \(M\left(-\displaystyle\frac{3}{8};\displaystyle\frac{31}{16}\right)\).

Do \(M\in d_3\) nên \(3\left(-\displaystyle\frac{3}{8}\right)+4\left(\displaystyle\frac{31}{16}\right)+c=0\) hay \(c=-\displaystyle\frac{53}{8}\).

Vậy \(\left(d_3\right)\colon 3x+4y-\displaystyle\frac{53}{8}=0\Leftrightarrow 24x+32y-53=0\).

Dạng 6. Tính khoảng cách từ điểm đến đường thẳng

Câu 1:

Khoảng cách từ \(M(1;-1)\) đến đường thẳng \(\Delta\colon 3x-4y-17=0\) bằng

Đáp án: \(2\)

Lời giải:

Ta có \(\mathrm{d}(M;\Delta)=\displaystyle\frac{|3\cdot 1-4\cdot (-1)-17|}{\sqrt{3^2+(-4)^2}}=2\).

Câu 2:

Trong mặt phẳng tọa độ \(Oxy\), cho đường thẳng \(\Delta \) có phương trình \(x+2y-3=0\). Khoảng cách từ điểm \(M(-1;-3)\) đến đường thẳng \(\Delta \) bằng

Đáp án: \(2\sqrt 5 \)

Lời giải:

Ta có

\(\mathrm{d} (M, \Delta)= \displaystyle\frac{\big| -1+2\cdot (-3)-3\big|}{\sqrt{1+4}}= 2\sqrt{5}.\)

Dạng 7. Tính góc giữa hai đường thẳng

Câu 1:

Trong mặt phẳng \(Oxy\), cho hai đường thẳng \(d_1\colon -x+y+2=0\) và \(d_2\colon 2x-3=0\). Góc giữa hai đường thẳng \(d_1\) và \(d_2\) là

Đáp án: \(45^\circ\)

Lời giải:

Ta có hai véc-tơ pháp tuyến của hai đường thẳng \(d_1\) và \(d_2\) lần lượt là \(\overrightarrow{n}_1=(-1;1)\) và \(\overrightarrow{n}_2=(2;0)\).

Có \(\cos(d_1,d_2)=|\cos(\overrightarrow{n}_1,\overrightarrow{n}_2)|\) \(=\displaystyle\frac{|(-1)\cdot 2+1\cdot 0|}{\sqrt{(-1)^2+1^2}\sqrt{2^2+0^2}}=\displaystyle\frac{1}{\sqrt{2}}\)

\(\Rightarrow (d_1,d_2)=45^\circ\).

Câu 2:

Cho hai đường thẳng \(d\colon x+y+1=0\) và \(d'\colon \begin{cases}x=3+mt\\y=2+t\end{cases}\). Gọi \(m_1\), \(m_2\) là các giá trị để góc tạo bởi hai đường thẳng \(d\) và \(d'\) bằng \(60^{\circ}\). Khi đó \(m_{1}+m_{2}\) là

Đáp án: \(4\)

Lời giải:

Ta có \(\overrightarrow{n}_d = (1;1)\); \(\overrightarrow{n}_{d'} = (1;-m)\).

Theo giả thiết

\begin{align*}&\displaystyle\frac{\left |\overrightarrow{n}_d \cdot \overrightarrow{n}_{d'} \right |}{\left |\overrightarrow{n}_d \right | \cdot \left |\overrightarrow{n}_{d'} \right |} = \cos 60^{\circ}\\\Leftrightarrow &\displaystyle\frac{\left |1-m \right |}{\sqrt{2} \cdot \sqrt{1+m^2}} = \displaystyle\frac{1}{2} \\ \Leftrightarrow &m^2+1 = 2(m^2-2m+1) \\ \Leftrightarrow &m^2 -4m+1 =0 \\ \Leftrightarrow &m = 2\pm \sqrt{3}.\end{align*}

Suy ra \(m_{1}+m_{2} = 4\).

Dạng 8. Bài toán chứa tham số

Câu 1:

Trong mặt phẳng tọa độ \(Oxy\), cho hai đường thẳng \(d_1\colon 2x-y+1=0\), \(d_2\colon 4x+(3-5m)y+m+1=0\). Giá trị của tham số \(m\) sao cho \(d_1\parallel d_2\) là

Đáp án: Không tồn tại

Lời giải:

Ta có \(d_1 \parallel d_2 \Leftrightarrow \begin{cases}\displaystyle\frac{4}{2} = \displaystyle\frac{3-5m}{-1}\\ \displaystyle\frac{4}{2} \ne \displaystyle\frac{m+1}{1}\end{cases}\) \(\Leftrightarrow \begin{cases}6-10m = -4\\2m + 2 \ne 4\end{cases}\) \(\Leftrightarrow \begin{cases}m = 1\\ m \ne 1\end{cases}\). Không tồn tại \(m\).

Vậy không có giá trị nào của \(m\) thỏa mãn yêu cầu bài toán.

Câu 2:

Trong mặt phẳng tọa độ \(Oxy\), tìm tọa độ giao điểm của đường thẳng \(d \colon x-2y-3=0\) và đường thẳng \(\Delta \colon 3x-y+4=0\).

Đáp án: \(\left(-\displaystyle\frac{11}{5} ;-\displaystyle\frac{13}{5}\right)\)

Lời giải:

Tọa độ giao điểm của hai dường thẳng là nghiệm của hệ phương trình \(\begin{cases}x-2y-3=0\\3x-y+4=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases}x=-\displaystyle\frac{11}{5}\\y=-\displaystyle\frac{13}{5}.\end{cases}\)

Vậy tọa độ giao điểm \(\left(-\displaystyle\frac{11}{5} ;-\displaystyle\frac{13}{5}\right).\)

Phần 2. Trắc nghiệm đúng sai

Dạng 1.

Dạng 2.

Dạng 3.

Dạng 4.

Dạng 1.

Dạng 2.

Dạng 3.

Dạng 4.

Phần 3. Tự luận

Dạng 1. Biết biểu thức

Dạng 2. Hàm hợp

Dạng 3. Ứng dụng thực tế

Dạng 1. Biết biểu thức

Dạng 2. Hàm hợp

Dạng 3. Ứng dụng thực tế