trong hệ tọa độ Oxy cho tam giac nhọn ABC trực tâm H. Đường thẳng d: x+2y-1=0 đi qua H cắt AB, AC lần lượt tại P, Q sao cho HP=HQ. M(1,5) là trung điểm BC. Biết A(2,6) và Q(1,0). Tìm tọa độ B, C
trong hệ tọa độ Oxy cho tam giac nhọn ABC trực tâm H. Đường thẳng d: x+2y-1=0 đi qua H cắt AB, AC lần lượt tại P, Q sao cho HP=HQ. M(1,5) là trung điểm BC. Biết A(2,6) và Q(1,0). Tìm tọa độ B, C
Hình bình hành ABCD có A(2;4), B(-7;1), C(-4;-3). Tìm tọa độ đình D
Để ý rằng trong một hình bình hành, hai đường chéo cắt nhau tại trung điểm mỗi đường nên AC, BD có cùng trung điểm vì vậy ABCD là hình bình hành khi và chỉ khi \(\overrightarrow{JA}+\overrightarrow{JC}=\overrightarrow{JB}+\overrightarrow{JD}\) với mọi J. Vậy
Vì ABCD là hình bình hành nên \(\overrightarrow{JA}+\overrightarrow{JC}=\overrightarrow{JB}+\overrightarrow{JD}\) với mọi điểm J trong mặt phẳng. Điều này tương đương với
\(\overrightarrow{JD}=\overrightarrow{JA}+\overrightarrow{JC}-\overrightarrow{JB}\)
Khi J là gốc tọa độ, ta được D(5;0)
Với bốn điểm A, B, C, D phân biệt, không có 3 điểm nào thẳng hàng thì tứ giác ABCD là hình bình hành khi và chỉ khi \(\overrightarrow{DC}=\overrightarrow{AB}\)
Do đó, giả sử tìm được điểm D(x;y)
Khi đó : \(\overrightarrow{AB}=\left(-9;-3\right)\)
và \(\overrightarrow{DC}=\left(-4-x;-3-y\right)\)
Do tứ giác ABCD là hình bình hành nên \(\overrightarrow{DC}=\overrightarrow{AB}\), điều này tương ứng với
\(\begin{cases}-4-x=-9\\-3-y=-3\end{cases}\)\(\Rightarrow\begin{cases}x=5\\y=0\end{cases}\)
Vậy D (5;0)
Ta cũng có thể sử dụng quy tắc hình bình hành để giải như sau :
Ta có \(\overrightarrow{BA}=\left(9;3\right);\overrightarrow{BC}=\left(3;-4\right)\)
Giả sử tìm được điểm D(x;y). Khi đó \(\overrightarrow{BD}=\left(x+7;y-1\right)\) và do đó ABCD là hình bình hành nên \(\overrightarrow{BD}=\overrightarrow{BA}+\overrightarrow{BC}\)
Điều này tương ứng với
\(\begin{cases}x+7=9+3\\y-1=3+\left(-4\right)\end{cases}\)
\(\Rightarrow\begin{cases}x=5\\y=0\end{cases}\)
Vậy đáp số D(5;0)
Tìm số đo các góc của tam giác ABC, biết rằng A(5;0), B(0;1), C(3;3)
Từ giả thiết ,ta có \(\overrightarrow{AB}=\left(-5;1\right);\overrightarrow{BC}=\left(3;2\right);\overrightarrow{CA}=\left(2;-3\right)\)
Đặt \(\widehat{CAB}=\alpha;\widehat{ABC}=\beta;\widehat{BCA}=\gamma\), khi đó :
\(\cos\alpha=\frac{\overrightarrow{AB}\overrightarrow{AC}}{\left|\overrightarrow{AB}\right|.\left|\overrightarrow{AC}\right|}=\frac{-5.\left(-2\right)+1.3}{\sqrt{\left(-5\right)^2+1^2}.\sqrt{\left(-2\right)^2+3^2}}=\frac{13}{13.\sqrt{2}}=\frac{1}{\sqrt{2}}\)
Tương tự làm như vậy, ta có
\(\cos\beta=\frac{1}{\sqrt{2}}\)
Vậy \(\alpha=\beta=\frac{\pi}{4}\)
và \(\gamma=\frac{\pi}{2}\)
Cho tam giác ABC có A(0;1); B(-2;3) và C(2;0). Tìm tọa độ trực tâm và tâm đường tròn ngoại tiếp I của tam giác ?
Từ giả thiết suy ra \(\overrightarrow{AB}=\left(-2;2\right);\overrightarrow{BC}=\left(4;-3\right)\)
Gọi H(x;y) là trực tâm của tam giác ABC thế thì \(\overrightarrow{CH}=\left(x-2;y\right),\overrightarrow{AH}=\left(x;y-1\right)\)
Ta có H là trực tâm của tam giac ABC khi và chỉ khi
\(\begin{cases}\overrightarrow{AH}.\overrightarrow{BC}=0\\\overrightarrow{CH}.\overrightarrow{AB}=0\end{cases}\)\(\Leftrightarrow\) \(\begin{cases}4x-3\left(y-1\right)=0\\-2\left(x-2\right)+2y=0\end{cases}\)
\(\Leftrightarrow\begin{cases}x=-9\\y=-11\end{cases}\)
Vậy trực tâm của tam giác ABC là H(-9;-11)
Để tìm tọa độ của tâm I đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC ta có thể sử dụng công thức khoảng cách IA=IB=IC hoặc sử dụng đẳng thức Vecto \(\overrightarrow{IA}+\overrightarrow{IB}+\overrightarrow{IC}=\overrightarrow{IH}\)
Hoặc cũng có thể làm như sau :
Gọi M và N theo thứ tự là trung điểm của AB và BC. Khi đó M(-1;2) và \(N\left(0;\frac{3}{2}\right)\)
Gọi I(x;y) là tâm đường tròn ngoại tiếp của tam giác. Khi đó :
\(\begin{cases}\overrightarrow{IM}.\overrightarrow{AB}=0\\\overrightarrow{IN}.\overrightarrow{BC}=0\end{cases}\)
\(\Leftrightarrow\begin{cases}-2\left(-1-x\right)+2\left(2-y\right)=0\\4\left(-x\right)-3\left(\frac{3}{2}-y\right)=0\end{cases}\)
\(\Leftrightarrow\begin{cases}x=\frac{9}{2}\\y=\frac{15}{2}\end{cases}\)
Vậy tâm đường tròn ngoại tiếp của tam giác ABC là \(I\left(\frac{9}{2};\frac{15}{2}\right)\)
Cho tam giác ABC có A(3;-5), B(-3;3), C(-1, -2)
a) Tìm độ dài đường phân giác trong kẻ từ A
b) Tìm tọa độ trung điểm đoạn thẳng nối chân phân giác trong và chân phân giác ngoài kẻ từ A
a) Từ giả thiết suy ra \(\overrightarrow{AB}=\left(-6;8\right),\overrightarrow{AC}=\left(-4;3\right)\) do đó AB=10 và AC=5.
Gọi D là chân đường phân giác kẻ từ A
khi đó \(\overrightarrow{DB}=-2\overrightarrow{DC}\) suy ra \(D\left(-\frac{5}{3};-\frac{1}{3}\right)\)
Vậy độ dài đường phân giác trong kẻ từ A bằng \(AD=\sqrt{\left(3+\frac{5}{3}\right)^2+\left(-5+\frac{1}{3}\right)^2}=\frac{14\sqrt{2}}{3}\)
b) Gọi E là chân phân giác ngoài kẻ từ A
Khi đó \(\overrightarrow{EB}=2\overrightarrow{EC}\) suy ra E(1;-7)
Vậy nếu J là trung điểm DE thì \(J\left(-\frac{1}{3};-\frac{11}{3}\right)\)
Cho tam giác ABC có AB = AC, góc BAC=90 độ. Biết rằng M(1;-1) là trung điểm của cạnh BC và \(G\left(\frac{2}{3};0\right)\) là trọng tâm của tam giác.
Hãy tìm tọa độ các đỉnh tam giác ABC ?
Vì M(1;-1) là trung điểm BC và \(G\left(\frac{2}{3};0\right)\) là trọng tâm của tam giác ABC nên \(\overrightarrow{MA}=3\overrightarrow{MG}\) từ đó tìm được A(0;2)
Vì tam giác ABC cân tại A nên \(BC\perp MA\) tức là đường thẳng BC đi qua M(1;-1), nhận \(\overrightarrow{MA}=\left(-1;3\right)\) làm vec tơ pháp tuyến.
Do đó đường thẳng BC có phương trình \(-1\left(x-1\right)+3\left(y+1\right)=0\)
hay \(-x+3y+4=0\)
Do tam giác ABC vuông tại A nên MB=MC=MA=\(\sqrt{10}\)
Suy ra B, C nằm trên đường tròn \(\left(x-1\right)^2+\left(y+1\right)^2=10\)
Từ đó tọa độ B, C là nghiệm của hệ phương trình
\(\begin{cases}-x+3y+4=0\\\left(x-1\right)^2+\left(y+1\right)^2=10\end{cases}\)
Giải hệ phương trình thu được (x;y) = (4;0) và (x;y) = (-2;2)
Vậy A(0;2), B(4; 0), C(-2;-2)
Cho A(2;1), B(6;4) và đường thẳng \(\Delta:y=-2x\)
a) Tìm \(C\in\Delta\) sao cho tam giác ABC cân
b) Tìm \(D\in\Delta\) sao cho vec tơ \(\overrightarrow{u}=\overrightarrow{AD}+\overrightarrow{DB}\) có độ dài ngắn nhất
c) Tìm \(E\in\Delta\) sao cho \(\left|AE-BE\right|\) lớn nhất
d) Tìm \(F\in\Delta\) sao cho \(\left|AF-BF\right|\) bé nhất
Từ giả thiết suy ra AB=5 và A, B trở về cùng 1 phía của đường thẳng \(\Delta\)
a) Nếu tam giác ABC cân tại C thì CA=CB và từ đó, tìm được \(C\left(-\frac{47}{4};\frac{47}{2}\right)\)
Nếu tam giác ABC cân tại C thì AC=AB=5, từ đó tìm được C(2;-4) và C(-2;4) thỏa mãn. Nếu tam giác ABC cân tại B thì BC=BA=5 nhưng \(d\left(B;\Delta\right)=\frac{16}{\sqrt{5}}>5\) nên trong trường hợp này không có điểm C thỏa mãn
b) Với I là trung điểm AB thì \(\overrightarrow{AD}+\overrightarrow{BD}=\overrightarrow{2ID}\)
Do đó \(D\in\Delta:\left|\overrightarrow{AD}+\overrightarrow{BD}\right|\) nhỏ nhất khi và chỉ khi D là hình chiếu của I trên \(\Delta\).
Vậy đáp số : \(D\left(-\frac{1}{5};\frac{2}{5}\right)\)
c) \(E\left(\frac{2}{11};-\frac{4}{11}\right)\)
d) \(\left|FA-FB\right|\ge0\),\("="\)\(\Leftrightarrow FA=FB\Leftrightarrow F\left(-\frac{47}{4};\frac{47}{2}\right)\)
Cho tam giác ABC có A(1;2), B(-3;4), C(2;0)
a) Viết phương trình đường trung tuyến kẻ từ B
b) Viết phương trình đường cao kẻ từ A
c) Viết phương trình đường trung trực của cạnh AB
a) Gọi M là trung điểm cạnh CA thì \(M\left(\frac{3}{2};1\right)\) và \(\overrightarrow{BM}=\left(\frac{9}{2};-3\right)\).
Đường trung tuyến BM của tam giác có vec tơ chỉ phương \(\overrightarrow{u}=\frac{2}{3}.\overrightarrow{BM}=\left(3;-2\right)\) suy ra ta có phương trình
\(\frac{x+3}{3}=\frac{y-4}{-2}\)
b) Do đường cao kẻ từ A có phương vuông góc với đường thẳng BC nên nó nhận \(\overrightarrow{BC}=\left(5;-4\right)\) làm vec tơ pháp tuyến. Suy ra có phương trình.
\(5.\left(x-1\right)-4\left(y-2\right)=0\) hay \(5x-4y+3=0\)
c) Ta có \(\overrightarrow{AB}=\left(-4;2\right)=2.\left(-2;1\right)\). Gọi N là trung điểm AC thì N(-1;3)
Đường trung trực của cạnh AB đi qua N(-1;3) và có vec tơ pháp tuyến
\(\overrightarrow{n}=\frac{1}{2}.\overrightarrow{AB}=\left(-2;1\right)\)
Suy ra có phương trình
\(-2.\left(x+1\right)+1.\left(y-3\right)=0\) hay \(-2x+y-5=0\)
Viết phương trình tổng quát của các đường thẳng chứa các cạnh của tam giác ABC, biết M(6;-2), N(-1;-1), P(3;2) theo thứ tự là trung điểm của BC, CA, AB
Do M, N, P theo thứ tự là trung điểm của BC, CA và AB nên AB//MN, BC//NP và CA//PM
Từ đó đường thẳng AB đi qua P và nhận vec tơ \(\overrightarrow{MN}=\left(-7;1\right)\) làm vec tơ chỉ phương suy ra AB nhận vec tơ \(\overrightarrow{c}=\left(1;7\right)\) làm vec tơ pháp tuyến.
Vậy AB có phương trình tổng quát \(1.\left(x-3\right)+7.\left(y-2\right)=0\) hay \(x+7y-17=0\)
Tương tự, ta được BC : \(3x-4y-10=0\) và CA : \(4x+3y+7=0\)
Cho tam giác ABC với A(3;5), B(-3;3) và C(0;1). Viết phương trình các đường thẳng đi qua A, chia tam giác thành 3 phần có diện tích bằng nhau ?
Giả sử có hai đường thẳng m, n đi qua A, cắt BC theo thứ tự tai M,N sao cho \(S_{\Delta ABM}=S_{\Delta AMN}=S_{\Delta ANC}\)
Khi đó, do ba tam giác này có cùng chiều cao AH nên
\(BM=MN=NC=\frac{1}{3}BC\)
Điều này tương đương với \(\overrightarrow{MC}=-2\overrightarrow{MB}\) và \(\overrightarrow{NB}=-2\overrightarrow{NC}\)
Từ \(\overrightarrow{MC}=-2\overrightarrow{MB}\) suy ra với mọi điểm O
đều có \(\overrightarrow{OM}=\frac{\overrightarrow{OC}+2\overrightarrow{OB}}{3}\) và do đó \(M\left(-2;\frac{7}{3}\right)\)
Ta có :
\(\overrightarrow{AM}=\left(-5;\frac{22}{3}\right)=\frac{1}{3}\left(-15;22\right)\)
Suy ra đường thẳng AN đi qua điểm A(3;-5) và nhận vec tơ \(\overrightarrow{n}=\left(-3;5\right)\) làm vec tơ chỉ phương.
Do đó đường thẳng n có phương trình \(\frac{x-3}{-3}=\frac{y+5}{5}\)