Trong hai bức tranh ở Hình 1.41, các hình chữ nhật ABCD, A'B'C'D' có các cạnh tương ứng song song, bức tranh lớn có kích thước gấp đôi bức tranh nhỏ.

a) Giải thích vì sao các đường thẳng AA', BB', CC', DD' cùng đi qua một điểm O.

b) Hãy tính các tỉ số \(\frac{{OA}}{{OA'}},\,\frac{{OB}}{{OB'}},\,\frac{{OC}}{{OC'}},\,\frac{{OD}}{{OD'}}\).

c) Dùng thước thẳng nối hai điểm tương ứng nào đó trên hai bức tranh (chẳng hạn, đầu mỏ trên của chú gà ở hai bức tranh). Đường thẳng đó có đi qua O hay không?

Lời giải:

a) Ta có (C): (x – 1)² + (y – 2)² = 25 hay (x – 1)² + (y – 2)² = 5².

Do đó, đường tròn (C) có tâm I(1; 2) và bán kính R = 5.

b) Đường tròn (C') là ảnh của đường tròn (C) qua phép vị tự tâm A(3; 5), tỉ số 2 nên tâm I' của đường tròn (C') là ảnh của tâm I của đường tròn (C) qua phép vị tự V_{(A, 2)} và bán kính R' của đường tròn (C') bằng 2 lần bán kính R của đường tròn (C) hay R' = 2 . 5 = 10.

Ta có: \(\overrightarrow {AI} = \left( {1 - 3;\,2 - 5} \right) = \left( { - 2;\, - 3} \right)\).

Vì I' là ảnh của I qua phép vị tự V_{(A, 2)} nên \(\overrightarrow {AI'} = 2\overrightarrow {AI} \)

 \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_{I'}} - {x_A} = 2.\left( { - 2} \right)\\{y_{I'}} - {y_A} = 2.\left( { - 3} \right)\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_{I'}} - 3 = - 4\\{y_{I'}} - 5 = - 6\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_{I'}} = - 1\\{y_{I'}} = - 1\end{array} \right.\).

Vậy I'(– 1; – 1) và R' = 10.

Lời giải:

Gọi I là trung điểm của AB, ta có I(2; 4) là tâm của đường tròn đường kính AB với bán kính là R = IA = \(\sqrt {{{\left( {1 - 2} \right)}^2} + {{\left( {2 - 4} \right)}^2}} = \sqrt 5 \).

Gọi I' và R' lần lượt là tâm và bán kính của đường tròn (C).

Vì đường tròn (C) là ảnh của đường tròn đường kính AB qua phép vị tự V_{(O, 3)} nên I' là ảnh của I qua phép vị tự V_{(O, 3)} và R' = 3R = \(3\sqrt 5 \).

Khi đó ta có: \[\overrightarrow {OI'} = 3\overrightarrow {OI} \]. Từ đó suy ra I'(6; 12).

Phương trình đường tròn (C) là (x – 6)² + (y – 12)² = \({\left( {3\sqrt 5 } \right)^2}\)hay (x – 6)² + (y – 12)² = 45.