Cho ba đường thẳng

\(\left( {{d_1}} \right):x - 2y =  - 3\);

\(\left( {{d_2}} \right):\sqrt 2 x + y = \sqrt 2  + 2;\)

\(\left( {{d_m}} \right):mx - (\,1 - 2m\,)y = 5 - m\)

1. Xác định \(m\) để ba đường thẳng \(\left( {{d_1}} \right);\left( {{d_2}} \right)\) và \(\left( {{d_m}} \right)\) đồng quy.

2. Chứng minh rằng \(\left( {{d_m}} \right)\) luôn đi qua một điểm cố định với mọi \(m\).

a) Ta có: \[\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x\sqrt 5  - (1 + \sqrt 3 )y = 1}\\{(1 - \sqrt 3 )x + y\sqrt 5  = 1}\end{array}} \right.\]

\[\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{5x - \sqrt 5 (1 + \sqrt 3 )y = \sqrt 5 }\\{ - 2x + \sqrt 5 (1 + \sqrt 3 )y = 1 + \sqrt 3 }\end{array}} \right.\]

\[\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x\sqrt 5  - \left( {1 + \sqrt 3 } \right)y = 1}\\{3x = 1 + \sqrt 3  + \sqrt 5 }\end{array}} \right.\]

\[\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = \frac{{1 + \sqrt 3  + \sqrt 5 }}{3}}\\{y = \frac{{2 + \sqrt 5  + \sqrt {15} }}{{3\left( {\sqrt 3  + 1} \right)}}}\end{array}} \right.\]

\[\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = \frac{{1 + \sqrt 3  + \sqrt 5 }}{3}}\\{y = \frac{{ - 1 + \sqrt 3  + \sqrt 5 }}{3}}\end{array}} \right.\]

Vậy hệ có nghiệm duy nhất \[\left( {\frac{{1 + \sqrt 3  + \sqrt 5 }}{3};\frac{{ - 1 + \sqrt 3  + \sqrt 5 }}{3}} \right)\].

b) Điều kiện: \[x \ne  - 1\,;y \ne  - 1\]

Đặt: \[{\rm{u}} = \frac{x}{{x + {\rm{l}}}};{\rm{v}} = \frac{{\rm{y}}}{{{\rm{y}} + {\rm{l}}}}\]. Ta có hệ phương trình:

\[\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{2u + v = \sqrt 2 }\\{u + 3v =  - 1}\end{array}} \right.\]

\[\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{\rm{u}} = \frac{{1 + 3\sqrt 2 }}{5}}\\{{\rm{v}} = \frac{{ - 2 - \sqrt 2 }}{5}}\end{array}} \right.\]

\[\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{\frac{{\rm{x}}}{{{\rm{x}} + 1}} = \frac{{1 + 3\sqrt 2 }}{5}}\\{\frac{{\rm{y}}}{{{\rm{y}} + 1}} = \frac{{ - 2 - \sqrt 2 }}{5}}\end{array}} \right.\]

\[\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{\rm{x}} = \frac{{1 + 3\sqrt 2 }}{{4 - 3\sqrt 2 }}}\\{{\rm{y}} =  - \frac{{2 + \sqrt 2 }}{{7 + \sqrt 2 }}}\end{array}} \right.\]

Hệ có nghiệm duy nhất: \[\left( {\frac{{1 + 3\sqrt 2 }}{{4 - 3\sqrt 2 }}; - \frac{{2 + \sqrt 2 }}{{7 + \sqrt 2 }}} \right)\].