Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho hai điểm A(2; 4) và B(1; 1). Tìm tọa độ điểm C sao cho tam giác ABC vuông cân tại B?

Gọi tọa độ của điểm C là C(x; y)

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow {BA} = \left( {1;\;3} \right)\\\overrightarrow {BC} = \left( {x - 1;\;y - 1} \right)\end{array} \right.\)

Để tam giác ABC vuông cân tại B thì: \(\left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow {BA} \,.\,\overrightarrow {BC} = 0\\BA = BC\end{array} \right.\)

\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}1\,.\,\left( {x - 1} \right) + 3\,.\,\left( {y - 1} \right) = 0\\\sqrt {{1^2} + {3^2}} = \sqrt {{{\left( {x - 1} \right)}^2} + {{\left( {y - 1} \right)}^2}} \end{array} \right.\)

\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 4 - 3y\\10 = {\left( {x - 1} \right)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 4 - 3y\\10 = {\left( {3 - 3y} \right)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2}\end{array} \right.\)

\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 4 - 3y\\10 = 9{\left( {y - 1} \right)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 4 - 3y\\10 = 10{\left( {y - 1} \right)^2}\end{array} \right.\)

\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 4 - 3y\\{\left( {y - 1} \right)^2} = 1\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 4 - 3y\\\left[ \begin{array}{l}y - 1 = 1\\y - 1 = - 1\end{array} \right.\end{array} \right.\)

\[ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 4 - 3y\\\left[ \begin{array}{l}y = 2\\y = 0\end{array} \right.\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}x = - 2\\y = 2\end{array} \right.\\\left\{ \begin{array}{l}x = 4\\y = 0\end{array} \right.\end{array} \right.\]

Vậy tọa độ của điểm C thỏa mãn yêu cầu bài toán là C(−2; 2) và C(4; 0).