Nhà bạn Nam định đổi tủ lạnh và dự định kê vào vị trí dưới cầu thang. Biết vị trí định kê tủ lạnh có mặt cắt là một hình thang vuông với hai đáy lần lượt là 150 cm và 250 cm, chiều cao là 150 cm (như hình vẽ). Bố mẹ bạn Nam định mua một tủ lạnh 2 cánh (Side by side) có chiều cao là 183 cm và bề ngang 90 cm. Bằng cách sử dụng toạ độ trong mặt phẳng, em hãy giúp Nam tính xem bố mẹ bạn Nam có thể kê vừa chiếc tủ lạnh vào vị trí cần kê không ?

Hướng dẫn giải

Do N thuộc đường thẳng ∆ nên tọa độ của N có dạng: (2 – t; 2t).

Ta có: \(\overrightarrow {MN} \)= (2 – t – 2; 2t – 1) = (–t; 2t – 1)

\[MN{\rm{ }} = \sqrt 2 \]

\[ \Leftrightarrow \sqrt {{{( - t)}^2} + {{(2t - 1)}^2}} = \sqrt 2 \]

⇔ (– t)² + (2t – 1)² = 2

⇔ t² + 4t² – 4t + 1 = 2

⇔ 5t² – 4t – 1 = 0

⇔ t = 1 hoặc t = \( - \frac{1}{5}\)

Với t = 1, ta có N(1; 2)

Với t = \( - \frac{1}{5}\), ta có \(N\left( {\frac{{11}}{5}; - \frac{2}{5}} \right)\).

Vậy có hai điểm N thỏa mãn là N(1; 2) và \(N\left( {\frac{{11}}{5}; - \frac{2}{5}} \right)\).

Hướng dẫn giải

Dựa vào phương trình tổng quát của đường thẳng ∆: 2x – y + 5 = 0. Đường thẳng ∆ có một vectơ pháp tuyến là \[\overrightarrow n = \left( {2; - 1} \right)\] nên các vectơ pháp tuyến của ∆ có dạng là \[\overrightarrow {n'} = \left( {2t; - t} \right)\]. Theo giả thiết ta có:

\(\left| {\overrightarrow {n'} } \right| = \sqrt {{{\left( {2t} \right)}^2} + {{\left( { - t} \right)}^2}} = 2\sqrt 5 \)

⇔ 4t² + t² = 20

⇔ 5t² = 20

⇔ t² = 4

⇔ t = ±2

Với t = 2, ta được vectơ pháp tuyến thỏa mãn yêu cầu đề bài là: \(\overrightarrow {{n_1}'} \) = (4; –2)

Với t = – 2, ta được vectơ pháp tuyến thỏa mãn yêu cầu đề bài là: \(\overrightarrow {{n_2}'} \) = (–4; 2).

Vậy có hai vectơ pháp tuyến thỏa mãn là \(\overrightarrow {{n_1}'} \) = (4; –2) và \(\overrightarrow {{n_2}'} \) = (–4; 2).