Trong mặt phẳng \(Oxy\), cho hai điểm \(A\left( {3; - 3} \right),B\left( {5; - 1} \right)\) và đường thẳng \(\Delta :2x - y - 1 = 0\). Tính tổng hoành độ và tung độ của điểm \(M\) biết \(M\) thuộc \(\Delta \) sao cho tam giác \(MAB\) cân tại \(M\).

Hướng dẫn giải

a) Đ, b) S, c) S, d) Đ

a) Gọi \(I\left( {a;b} \right)\) là tâm của đường tròn.

Ta có vectơ chỉ phương của \(\Delta \) là \(\overrightarrow {{u_\Delta }} = \left( {4;3} \right)\) và \(\overrightarrow {IB} = \left( {1 - a; - 3 - b} \right)\).

Theo giả thiết: \(\overrightarrow {IB} \bot \overrightarrow {{u_\Delta }} \Rightarrow \overrightarrow {IB} .\overrightarrow {{u_\Delta }} = 0 \Rightarrow 4a + 3b + 5 = 0\) (1).

Ta lại có \(IA = IB \Leftrightarrow I{A^2} = I{B^2}\)\( \Leftrightarrow {\left( { - 2 - a} \right)^2} + {\left( {6 - b} \right)^2} = {\left( {1 - a} \right)^2} + {\left( { - 3 - b} \right)^2}\)\( \Leftrightarrow a - 3b + 5 = 0\) (2).

Từ (1) và (2) ta có hệ: \(\left\{ \begin{array}{l}4a + 3b = - 5\\a - 3b = - 5\end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = - 2\\b = 1\end{array} \right.\).

Suy ra \(R = IA = \sqrt {{{\left( { - 2 + 2} \right)}^2} + {{\left( {6 - 1} \right)}^2}} = 5\).

a) \(R = 5\) \( \Rightarrow \) đường kính của đường tròn \(\left( C \right)\) bằng 10.

b) Ta có tâm \(I\left( { - 2;1} \right)\)\( \Rightarrow \) tung độ của tâm bằng 1.

c) \(d\left( {I,\Delta } \right) = \frac{{\left| {3.\left( { - 2} \right) - 4.1 - 15} \right|}}{{\sqrt {{3^2} + {{\left( { - 4} \right)}^2}} }} = 5\).

d) Xét \(OI = \sqrt {{{\left( { - 2} \right)}^2} + {1^2}} = \sqrt 5 < R = 5\).

Do đó điểm \(O\left( {0;0} \right)\) nằm bên trong đường tròn \(\left( C \right)\).

Hướng dẫn giải

Trả lời: 0,48

Đường thẳng \(d\) có một vectơ pháp tuyến là \(\overrightarrow {{n_d}} = \left( {1; - 2} \right)\).

Suy ra vectơ chỉ phương của \(d\) là \(\overrightarrow {{u_d}} = \left( {2;1} \right)\).

Gọi \(d'\) là đường thẳng đi qua \(M\) và vuông góc với \(d\), khi đó \(d'\) nhận vectơ chỉ phương của \(d\) là một vectơ pháp tuyến \( \Rightarrow \overrightarrow {{n_{d'}}} = \left( {2;1} \right)\).

Phương trình đường thẳng \(d'\) là \(2\left( {x - 2} \right) + \left( {y + 2} \right) = 0 \Leftrightarrow 2x + y - 2 = 0\).

Gọi \(N\) là giao điểm của \(d\) và \(d'\), tọa độ điểm \(N\) là nghiệm của hệ phương trình

\(\left\{ \begin{array}{l}x - 2y = - 1\\2x + y = 2\end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = \frac{3}{5}\\y = \frac{4}{5}\end{array} \right.\).

Vậy hình chiếu vuông góc của \(M\) lên đường thẳng \(d\) là \(N\left( {\frac{3}{5};\frac{4}{5}} \right) \Rightarrow a.b = \frac{{12}}{{25}} = 0,48\).