Trong mặt phẳng \[Oxy\] cho đường thẳng \[d\] đi qua \[A\left( {0;1} \right)\] có hệ số góc \[k\] nguyên dương. Viết phương trình đường thẳng \[d\] biết \[d\] tạo với hai trục tọa độ một tam giác có diện tích bằng 0,5.

Gọi \(I\) là giao điểm của hai đường chéo. Vì \(I\) thuộc \(\Delta \) nên giả sử \(I(3t;t)\).

Khi đó \(\overrightarrow {IA}  = ( - 3t;2 - t),\overrightarrow {IB}  = (4 - 3t;3 - t)\).

Vì tứ giác \(ABCD\) là hình thoi nên \(\overrightarrow {IA}  \cdot \overrightarrow {IB}  = 0 \Leftrightarrow ( - 3t)(4 - 3t) + (2 - t)(3 - t) = 0 \Leftrightarrow 10{t^2} - 17t + 6 = 0\)

Suy ra \(t = \frac{1}{2}\) hoặc \(t = \frac{6}{5}\).

Với \(t = \frac{1}{2}\)ta có: \(I\left( {\frac{3}{2};\frac{1}{2}} \right) \Rightarrow C(3; - 1),D( - 1; - 2)\)

Với \(t = \frac{6}{5}\)ta có: \(I\left( {\frac{{18}}{5};\frac{6}{5}} \right) \Rightarrow C\left( {\frac{{36}}{5};\frac{2}{5}} \right),D\left( {\frac{{16}}{5}; - \frac{3}{5}} \right)\)

Gọi \(\Delta \)là đường thẳng đi qua \(A\) và có vectơ pháp tuyến \({\vec n_\Delta } = (a;b)\left( {{a^2} + {b^2} > 0} \right)\). Ta có: 

$(\Delta ,d)={45}^{°}\iff \left|\cos \left({\overrightarrow{n}}_{\Delta },{\overrightarrow{n}}_d\right)\right|=\cos {45}^{°}\iff \frac{\left|{\overrightarrow{n}}_{\Delta },{\overrightarrow{n}}_d\right|}{\left|{\overrightarrow{n}}_{\Delta }\right|\cdot \left|{\overrightarrow{n}}_d\right|}=\frac{\sqrt{2}}{2}$

Nếu \(b = 0\)thì \(a = 0\)(loại).

Nếu \(b \ne 0\)thì chia cả hai vế phương trình trên cho \({b^2}\)ta có: \(3{\left( {\frac{a}{b}} \right)^2} + 8 \cdot \frac{a}{b} - 3 = 0\)

Giải phương trình ta được \(\frac{a}{b} = \frac{1}{3}\)hoặc \(\frac{a}{b} =  - 3\). Với \(\frac{a}{b} = \frac{1}{3},\)ta chọn \(a = 1,b = 3\). Suy ra phương trình đường thẳng \(d\)là: \(1(x - 2) + 3(y - 3) = 0 \Leftrightarrow x + 3y - 11 = 0\)

Với \(\frac{a}{b} =  - 3\) ta chọn \(a =  - 3,b = 1\). Suy ra phương trình đường thẳng \(d\)là: \( - 3(x - 2) + 1(y - 3) = 0 \Leftrightarrow  - 3x + y + 3 = 0.\)