Giải bài 55 trang 89 SBT toán 10 - Cánh diều
Lập phương trình đường thẳng ∆ là tiếp tuyến của đường tròn (C): (x + 2)2 + (y − 3)2 = 4 trong mỗi trường hợp sau:
Đề bài
Lập phương trình đường thẳng ∆ là tiếp tuyến của đường tròn ( C ): ( x + 2) 2 + ( y − 3) 2 = 4 trong mỗi trường hợp sau:
a) ∆ tiếp xúc ( C ) tại điểm có tung độ bằng 3
b) ∆ vuông góc với đường thẳng 5 x – 12 y + 1 = 0
c) ∆ đi qua điểm D (0 ; 4)
Phương pháp giải - Xem chi tiết
Bước 1: Tìm tọa độ tâm I của ( C )
Bước 2:
a) Tham số hóa và xác định tọa độ tiếp điểm và VTPT của tiếp tuyến
b)
- Xác định tọa độ VTPT của tiếp tuyến, viết PTTQ với VTPT vừa tìm được
- Sử dụng công thức khoảng cách để tìm hệ số tự do trong PT tiếp tuyến
c)
- Viết PTTQ của tiếp tuyến biết điểm đi qua D (0 ; 4) và biểu diễn hệ số tự do theo tọa độ của VTPT
- Sử dụng công thức khoảng cách để tìm tọa độ VTPT
Bước 3: Viết PT tiếp tuyến của ( C ) với các yếu tố tìm được ở bước 2
Lời giải chi tiết
( C ) có tâm I (-2 ; 3), bán kính R = 2
a) Theo giả thiết, điểm M ( m ; 3) là tiếp điểm của ∆ và ( C )
Ta có: \(IM = 2 \Leftrightarrow I{M^2} = 4 \Leftrightarrow {(m + 2)^2} = 4 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}m + 2 = 2\\m + 2 = - 2\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}m = 0\\m = - 4\end{array} \right.\)
Với m = 0 thì M (0 ; 3) \( \Rightarrow \)∆ đi qua M và nhận \(\overrightarrow {IM} = (2;0)\) làm VTPT nên có PT: x = 0
Với m = -4 thì M (-4 ; 3) \( \Rightarrow \)∆ đi qua M và nhận \(\overrightarrow {IM} = ( - 2;0)\) làm VTPT nên có PT: x + 4 = 0
b) Theo giả thiết, ∆ vuông góc với đường thẳng d : 5 x – 12 y + 1 = 0 mà d có VTPT \(\overrightarrow {{n_d}} = (5; - 12)\)
\( \Rightarrow \Delta \) nhận \(\overrightarrow n = (12;5)\) làm VTPT \( \Rightarrow \Delta \) có PTTQ: 12 x + 5 y + c = 0
Ta có: \(d(I,\Delta ) = R \Leftrightarrow \frac{{\left| {12.( - 2) + 5.3 + c} \right|}}{{\sqrt {{{12}^2} + {5^2}} }} = 2\)\( \Leftrightarrow \left| {c - 9} \right| = 26 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}c - 9 = 26\\c - 9 = - 26\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}c = 35\\c = - 17\end{array} \right.\)
Với c = 35 thì ∆ có PT: 12 x + 5 y + 35 = 0
Với c = -17 thì ∆ có PT: 12 x + 5 y – 17 = 0
c) Giả sử ∆ có PTTQ: \(ax + by + c = 0\)
Ta có: \(D(0;4) \in \Delta \Rightarrow 4b + c = 0 \Leftrightarrow c = - 4b\)\( \Rightarrow \Delta :ax + by - 4b = 0\)
Ta có: \(d(I,\Delta ) = R \Leftrightarrow \frac{{\left| { - 2a + 3b - 4b} \right|}}{{\sqrt {{a^2} + {b^2}} }} = 2\)\( \Leftrightarrow \left| { - 2a - b} \right| = 2\sqrt {{a^2} + {b^2}} \)
\( \Leftrightarrow 4{a^2} + 4ab + {b^2} = 4({a^2} + {b^2}) \Leftrightarrow 3{b^2} = 4ab \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}b = 0\\3b = 4a\end{array} \right.\)
Với b = 0, chọn a = 1 \( \Rightarrow \Delta \) có PT: x = 0
Với 3 b = 4 a , chọn a = 3, b = 4 \( \Rightarrow \Delta \) có PT: 3 x + 4 y – 16 = 0