Trong mặt phẳng tọa độ, cho hai điểm A(– 1; 0) và B(3; 1).

a) Viết phương trình đường tròn tâm A và đi qua B.

b) Viết phương trình tổng quát của đường thẳng AB.

c) Viết phương trình đường tròn tâm O và tiếp xúc với đường thẳng AB.

Hướng dẫn giải

a) Đường tròn tâm A đi qua B có bán kính R = AB = \(\sqrt {{{\left( {3 - \left( { - 1} \right)} \right)}^2} + {{\left( {1 - 0} \right)}^2}} = \sqrt {17} \).

Phương trình đường tròn tâm A(– 1; 0) và đi qua B là:

\({\left( {x - \left( { - 1} \right)} \right)^2} + {\left( {y - 0} \right)^2} = {\left( {\sqrt {17} } \right)^2}\) hay (x + 1)² + y² = 17.

b) Đường thẳng AB có vectơ chỉ phương là \(\overrightarrow {AB} = \left( {3 - \left( { - 1} \right);1 - 0} \right) = \left( {4;\,1} \right)\).

Suy ra một vectơ pháp tuyến của AB là \(\overrightarrow n = \left( {1;\,\, - 4} \right)\).

Đường thẳng AB đi qua điểm A(– 1; 0) và có một vectơ pháp tuyến là \(\overrightarrow n = \left( {1;\,\, - 4} \right)\), do đó phương trình tổng quát của đường thẳng AB là: 1(x + 1) – 4( y – 0) = 0 hay x – 4y + 1 = 0.

c) Đường tròn tâm O(0; 0) tiếp xúc với đường thẳng AB có bán kính bằng khoảng cách từ O đến AB.

Ta có: R = d(O; AB) = \(\frac{{\left| {0 - 4.0 + 1} \right|}}{{\sqrt {{1^2} + {{\left( { - 4} \right)}^2}} }} = \frac{1}{{\sqrt {17} }}\).

Phương trình đường tròn tâm O có bán kính R = \(\frac{1}{{\sqrt {17} }}\) là:

\({\left( {x - 0} \right)^2} + {\left( {y - 0} \right)^2} = {\left( {\frac{1}{{\sqrt {17} }}} \right)^2}\) hay x² + y² = \(\frac{1}{{17}}\).