Ví dụ 2: Cho điểm M(-4; -6) và đường tròn(C) : x2+ y2–2x –8y –8 = 0.Lập pttt của(C) đi qua M?
Viết phương trình đthẳng đi qua 2 tiếp điểm.
Với tiếp điểmM1
(-4; 4) ta có tiếp tuyếnx + 4 = 0.
Với tiếp điểm M2
(4; 0) ta có tiếp tuyến 3x –4y –12 = 0.
Phương trình qua 2 tiếp điểm là: x + 2y –4 = 0.
Chú ý:Có thể giải bằng cách gọi : A(x + 4) + B(y + 6) = 0.Dùng điều kiện tiếp xúc để suy ra A, B.
Tuy nhiên khi viết phương trình đi qua 2 tiếp điểm thì phải tìm toạ độ 2 tiếp điểm rồi viết pt đi qua 2
tiếp điểm.
17 trang |
Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 2719 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem nội dung tài liệu Chuyên đề Tiếp tuyến của đường tròn, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1Chuyên đề : TIẾP TUYẾN CỦA ĐƯỜNG TRÒN.
Bài toán viết phương trình tiếp tuyến của đường tròn là một mảng kiến thức khá quen thuộc trong
chương trình Toán THPT. Sau đây ta sẽ nghiên cứu một số dạng bài tập về lĩnh vực nầy cả trong mặt
phẳng lẫn trong không gian.
A. TIẾP TUYẾN CỦA ĐƯỜNG TRÒN TRONG MẶT PHẲNG :
Kiến thức cơ bản : Trong mp Oxy cho đường tròn (C) tâm I(a; b) bán kính R.
Đường thẳng ( ) : Ax + By + C = 0, A2 + B2 > 0.
Điều kiện tiếp xúc (C) .),( RId
1) Viết phương trình tiếp tuyến của đường tròn tại điểm Mo(C) :
Tiếp tuyến là đt qua Mo(xo; yo) và có vtpt 0IM .
Phương trình 0))(())((: 0000 byyyaxxx
2) Viết pttt của đtròn thoả điều kiện Ω cho trước :
Gọi .0,0: 22 BACByAx
Ta tìm được A, B, C nhờ điều kiện Ω và điều kiện tiếp xúc của với đường tròn (C).
Ví dụ 1: Trong mp Oxy, cho đường tròn (C) : (x – 1)2 + (y + 1)2 = 10. Lập pttt của (C) biết ttuyến
tạo với đthẳng (d) : 2x + y – 4 = 0 một góc 45o.
Giải :
(C) có tâm I(1; -1) và bán kính R = .10
Giả sử tiếp tuyến có ptrình : Ax + By + C = 0.
Điều kiện tiếp xúc : )1(.1010),( 2222 BACBABA
CBARId
tạo với (d) một góc 45o nên :
Cos45o = 0383).5
2()2
2(
.5
2 222
22
2
22
BABABA
BA
BA
BA
3
3
BA
BA
(a) Với A = -3B. Thay vào (1) :
BC
BCBBCBB
CBB
6
1410410
)3(
3
22
+ C = 14B : Ta có ttuyến -3Bx + By + 14B = 0 0143 yx .
+ C = - 6B : Ta có ttuyến – 3Bx + By – 6B = 0 063 yx .
(b) Với A = 3
B : ( tự giải )
Ví dụ 2 : Cho điểm M(-4; -6) và đường tròn (C) : x2 + y2 – 2x – 8y – 8 = 0.Lập pttt của (C) đi qua M?
Viết phương trình đthẳng đi qua 2 tiếp điểm.
Giải :
(C) có tâm I(1; 4) , bán kính R = 5.
Giả sử Mo(xo; yo) là tiếp điểm. vì Mo 0882)( 002020 yxyxC (1)
Tiếp tuyến ( ) đi qua Mo, có vtpt )4;1( 000 yxIM có ptrình :
(xo – 1)(x – xo) + (yo – 4)(y – yo) = 0.
Tiếp tuyến qua M nên : 0)6)(4()4)(1( 0000 yyxx
02823 002020 yxyx
020105)882( 00002020 yxyxyx
2.042 00 yx (2)
Giải (1) và (2) ta được :
0
4x;4
4
0
0
0
0
yy
x
Với tiếp điểm M1(-4; 4) ta có tiếp tuyến x + 4 = 0.
Với tiếp điểm M2(4; 0) ta có tiếp tuyến 3x – 4y – 12 = 0.
Phương trình qua 2 tiếp điểm là : x + 2y – 4 = 0.
Chú ý : Có thể giải bằng cách gọi : A(x + 4) + B(y + 6) = 0.Dùng điều kiện tiếp xúc để suy ra A, B.
Tuy nhiên khi viết phương trình đi qua 2 tiếp điểm thì phải tìm toạ độ 2 tiếp điểm rồi viết pt đi qua 2
tiếp điểm.
3) Viết pttt chung của 2 đường tròn :
Cho hai đường tròn (C1) có tâm I1(a1; b1), bán kính R1 và (C2) có tâm I2(a2; b2), bán kính R2.
Có 2 cách giải bài toán viết ptrình tiếp tuyến chung của 2 đường tròn (C1), (C2).
Cách 1 : Gọi ( ) : Ax + By + C = 0.
)( tiếp xúc (C1) 122
11
11 ),( RBA
CBbAaRId
(1)
( ) tiếp xúc (C2) 222
21
22 ),( RBA
CBbAaRId
(2)
CBbAaR
RCBbA 22
2
1
11a (3)
Giải các hệ phương trình sau :
)(
)()(
)(
)()(
22
2
1
11
2222
11
22
2
1
11
2222
11
CBbAaR
RCBbAa
BARCBbAa
CBbAaR
RCBbAa
BARCBbAa
Ta được A, B, C suy ra phương trình các tiếp tuyến.
Cách 2 : Viết phương trình tiếp xúc với (C1) tại điểm Mo(xo; yo) )( 1C (ẩn số là xo, yo)
Từ điều kiện để tiếp xúc (C2) ta suy ra xo, yo và được phương trình .
Cách 3 :
(1) Nếu I1I2 > R1 + R2 thì (C1), (C2) ở ngoài nhau (C1), (C2) có 2 tiếp tuyến chung ngoài, 2 ttuyến
chung trong.
- Tiếp tuyến chung ngoài đi qua I ( I chia I1I2 theo tỉ số
2
1
R
R , gọi là tâm vị tự ngoài) và tiếp xúc với
một trong hai đường tròn.
- Tiếp tuyến chung trong đi qua J ( J chia I1I2 theo tỉ số
2
1
R
R , gọi là tâm vị tự trong) và tiếp xúc
với một trong 2 đường tròn.
(2) Nếu I1I2 = R1 + R2 thì (C1), (C2) tiếp xúc ngoài (C1), (C2) có 2 tiếp tuyến ngoài và 1 ttuyến trong.
- Tiếp tuyến chung ngoài đi qua I (tâm vị tự ngoài) và tiếp xúc với một trong hai đường tròn.
- Một tiếp tuyến chung trong chính là trục đẳng phương của 2 đường tròn.
(3) Nếu 212121 RRIIRR thì (C1), (C2) cắt nhau tại 2 điểm (C1), (C2) chỉ có 2 ttuyến ngoài.
Hai ttuyến ngoài qua I ( tâm vị tự ngoài) và tiếp xúc một trong 2 đường tròn.
(4) Nếu 2121 RRII thì (C1), (C2) chỉ có một ttuyến chung.
Ttuyến chung đi qua tiếp điểm và với đường nối tâm ( tức trục đẳng phương)
3Ví dụ : Viết phương trình tiếp tuyến chung của 2 đường tròn :
(C1) : (x -1)2 + (y – 1)2 = 1, (C2) : (x – 2)2 + (y + 1)2 = 4.
Giải :
(C1) có tâm I1(1; 1) , bán kính R1 = 1.
(C2) có tâm I2(2; -1) , bán kính R2 = 2.
.5)2;1( 2121 IIII
Vì : R2 – R1 = 1 < I1I2 < 3 = R1 + R2 nên (C1), (C2) cắt nhau có 2 tiếp tuyến ngoài.
Cách 1 : Gọi .0A,0: 22 BCByAx
tiếp xúc (C1) (1)1R),( 2211
BA
CBAId
tiếp xúc (C2) (2)22R),( 2222
BA
CBAId
Ta có :
)4(3
1
3
)(
22
222
22
BAC
BC
BACBA
CBACBA
BACBA
+ Với C = -3B : Ta có
BA
BABBBABBA 34
00)43()3( 222
B = 0 0 C , chọn A = 1 ta có tiếp tuyến x = 0
4A = 3B : Chọn A = 3, B = 4 C = -12 ta có tiếp tuyến 3x + 4y – 12 = 0.
+ Với C = )4(3
1 BA . Tương tự ta thấy hệ vô nghiệm.
Cách 2 : Giả sử tiếp điểm của tiếp tuyến )( với (C1) là M(xo; yo)
Tiếp tuyến của (C1) tại M có vtpt )1;1( 001 yxMI nên có phương trình :
: (x – xo)(xo – 1) + (y – yo)(yo- 1) = 0 (1)
Vì M(xo; yo) )( 1C nên :
(xo – 1)2 + (yo – 1)2 = 1 0122 002020 yxyx (2)
Đường thẳng )( tiếp xúc (C2) khi và chỉ khi :
2
)1()1(
)122(2
2
)1()1(
)1)(1()1)(2(),(
2
0
2
0
00
2
0
2
000
2
0
2
0
0000
22
yx
yxyxyx
yx
yyxxRId
(4)22
(3)2222
00
00
00 yx
yxyx
Giải (2) và (3) ta thấy vô nghiệm.
Giải (2) và (4) ta được :
)5
9;5
8(
)1;0(
5
9y,5
8
1y,0
2
1
00
00
M
M
x
x
+ Với M1(0; 1) thay vào (1) ta có tiếp tuyến x = 0.
+ Với M2( )5
9;5
8 thay vào (1) ta có tiếp tuyến 3x + 4y – 12 = 0.
Cách 3 : Gọi I là tâm vị tự ngoài. Ta có :
4
3
2
11
)1(2
11
2
11
2
1
0
2
11
2.2
11
2
11
2
1
2
1
21
21
22
2
1
1
yy
y
xx
x
IIIIR
RII 3);0(I
Đường thẳng qua I có vtpt (A; B) có phương trình :
A(x – 0) + B(y – 3) = 0
tiếp xúc (C1)
BA
BBABABAId 34
0213)-B(10)-A(11),( 22221
Tương tự như trên ta cũng có các tiếp tuyến x = 0 và 3x + 4y – 12 = 0.
MỘT SỐ BÀI TẬP TƯ KIỂM TRA
(1) Xét vị trí tương đối và viết phương trình tiếp tuyến chung của 2 đường tròn :
a. (C1) : x2 + y2 – 10y = 0 , (C2) : x2 + y2 – 4 = 0.
( HD : cắt nhau, có hai tiếp tuyến chung ngoài)
b. (C1) : x2 + y2 + 4x – 2y -4 = 0 , (C2) : -x2 – y2 – 6x – 12y + 4 = 0
( HD : ngoài nhau, có 4 tiếp tuyến chung)
c. (C1) : x2 + y2 – 1 = 0 , (C2) : x2 + y2 – 2x – 2y + 1 = 0
( HD : cắt nhau và R1 = R2)
(2) Cho 2 đường tròn (C) : x2 + y2 = 1 và (Cm) : x2 + y2 – 2(m + 1)x + 4my – 5 = 0.
a. Cmr có 2 đường tròn ( )1mC và )( 2mC tiếp xúc với (C) ứng với 2 giá trị m1, m2 của m.
b. Xác định phương trình đường thẳng tiếp xúc với cả 2 đường tròn )(C,) 21 mmC
5Diễn đàn Tổ Toán :
TIẾP TUYẾN CỦA ĐƯỜNG TRÒN TRONG KHÔNG GIAN :
Trong không gian Oxyz, cho đường tròn (C) tâm I(a; b; c) bán kính R nằm trong mặt phẳng (P).Hãy
viết phương trình tiếp tuyến của đường tròn (C).
Mỗi tiếp tuyến của (C) có thể xem như giao tuyến của 2 mặt phẳng
(P) và (Q), (Q) là mphẳng (P) và cách I một khoảng bằng R.
Các dạng cơ bản :
Dạng 1 : Viết ptrình tiếp tuyến của đtròn (C) tại điểm A thuộc (C):
Phương pháp:
Tiếp tuyến )()( QP , với (Q) là mphẳng qua A và có vtpt IA .
Ví dụ : Cho đường tròn (C) :
0
9222
x
zyx
Viết phương trình tiếp tuyến của (C) tại A(0; 0; 3).
Giải :
(C) có tâm H(0;0;0) trùng với tâm mặt cầu (S) : x2 + y2 + z2 = 0 và bán kính r =R = 3.
Dễ thấy A )(C . Tiếp tuyến của (C) tại A là giao tuyến của 2 mặt phẳng (P) và (Q).
(P) : x = 0 , (Q) là mặt phẳng qua A có vectơ pháp tuyến )3;0;0(IA .
Phương trình (Q) : 0(x – 0) + 0(y – 0) + 3(z – 3) = 0 03 z
Vậy phương trình tiếp tuyến là :
03
0
z
x
Dạng 2 : Viết phương trình tiếp tuyến của đường tròn (C) đi qua điểm A
Phương pháp : Có thể dùng một trong 2 cách sau đây :
1) Tiếp tuyến )()( QP với (Q) là mặt phẳng có 2 vtcp c)b;;(u, anP , chọn u sao cho Pnu ,
(Q) qua A và cách H một khoảng bằng r.
2) Tiếp tuyến có vtcp Pnc)b;;( au và cách H một khoảng bằng r.
Ví dụ : Cho đường tròn (C) :
03
9222
zyx
zyx
a. Tìm tâm và bán kính của (C).
b. Từ điểm A(3; 1; -1) thuộc mặt phẳng chứa đường tròn, viết ptrình đường thẳng tiếp xúc (C).
Giải :
a. Gọi (S) là mặt cầu có ptrình x2 + y2 + z2 = 9, tâm I(0; 0; 0) bán kính R = 3.
(P) : x + y + z – 3 = 0 có vtpt 1)1;;1(n .
Đường thẳng qua I có vtcp n có ptrình :
tz
ty
tx
. Toạ độ tâm H của đtròn là nghiệm của hệ :
1
03
t
zyx
tz
ty
tx
.
Vậy (C) có tâm H(1; 1; 1), bán kính r = .63922 IHR
b. Cách 1 :
Đường thẳng đi qua A(3; 1; -1) là giao tuyến của 2 mp (P) và (Q).
(P) : x + y + z – 3 = 0.
(Q) là mp qua A, vuông góc (P) và cách H một khoảng bằng 6 .
Mp (Q) có 2 vtcp là 1)1;;1(Pn và c)b;;(au (chọn u sao cho )Pnu
6baccbanu P 00. .
Một vtcp của (Q) là b)-ab;-2a-a;(2bb)-aa;-c;(n, P cbu .
Phương trình mp (Q) có dạng : 0)1)(()1)(2()3)(2( zbaybaxab . (1)
Khoảng cách từ H đến (Q) bằng 6 : 6
)()2()2(
)(2)2(2
222
babaab
baab
ab
aabaabbab 00)(6.66 222
+ Với a = 0 ,bc chọn b = 1, c = -1, ta có ptrình mp (Q) : 2x – y – z – 6 = 0.
Ptrình tiếp tuyến
03
062: zyx
zyx
+ Với b = -a : Chọn a = 1, b = -1 và c = 0, ta có ptrình mp (Q) : - x – y + 2z + 6 = 0.
Ptrình tiếp tuyến
03
062:' zyx
zyx
Kết luận có 2 tiếp tuyến của (C) xuất phát từ A là và '.
Cách 2 : Gọi )( là đường thẳng thuộc mp (P), có vtcp 0ac),b;;( 222 cbau , và đi qua A.
Ta có : baccbanu P 00. .
2b)2b;(2b;2b)2c;-2a-;2(,HA 2)-0;;2( buHA
)( tiếp xúc (C)
6)2()2()2(6
,HA
r),( 222
222
cba
bbb
u
u
Hd
ab
aabababab 00)(2 2222
+ Với a = 0 : thì c = - b, chọn b = 1, c = - 1 1)-1;;0(u .
Ta có tiếp tuyến
tz
ty
x
1
1
3
:
+ Với b = - a : Chọn a = 1, b = -1 , c = 0 0)1;-;1( u
Ta có tiếp tuyến
1
1
3
'
z
ty
tx
Kết luận có 2 tiếp tuyến của (C) đi qua A là và ' .
Dạng 3 : Viết ptrình đthẳng thuộc mp (P) chứa (C), cùng phương với (d) cho trước
và tiếp xúc với (C):
Phương pháp : Tiếp tuyến )()( QP .
Với (Q) là mặt phẳng nhận du,Pn làm 2 vectơ chỉ phương và cách H một khoảng r.
Ví dụ : Cho đường tròn (C) :
0122
0516412222
zyx
zyxzyx
(1) Định tâm và bán kính của (C).
(2) Cho đường thẳng (d) : x = t, y = t, z = 1 – 4t.Chứng minh (d) thuộc mp chứa (C). Viết phương trình
đường thẳng cùng phương với (d) và tiếp xúc với (C).
Giải :
7 1) Mặt cầu (S) : x2 + y2 + z2 -12x + 4y – 6z – 51 = 0 có tâm I(6; -2; 3), bán kính R = 10.
Đường thẳng qua I (P) : 2x + 2y + z – 1 = 0 có dạng :
tz
ty
tx
3
22
26
Toạ độ tâm H của đường tròn (C)là nghiệm của hệ ptrình :
0122
t3z2t,-2y,26
zyx
tx
9
17
9
38
9
34
9
10
z
y
x
t
. Vậy H )9
17;9
38-;9
34(
Đường tròn (C) có bán kính r = 3
22022 IHR .
2) 2) Đường thẳng (d) đi qua M(0; 0; 1) ).(P VTCP của (d) là 4)-1;;1(u .
Vì ).()(0. Pdnunu
Tiếp tuyến )()( QP . Với (Q) là mặt phẳng nhận 2 VTCP là 1)2;;2(n,4)-1;;1( P du .
Nên (Q) có một VTPT là : 0)1;9(1;0)9;;9(n; P du
Mặt phẳng (Q) có dạng : x + y + C = 0. Khoảng cách từ H đến (Q) bằng r :
3
220
011
9
38
9
34
rQ),( 222
C
Hd
3
64
3
16
3
408
C
C
C
Vậy :
06433:)(
01633:)(
yxQ
yxQ
Có 2 tiếp tuyến là :
0122
064-3y-3x:',0122
01633: zyxzyx
yx
CÁC BÀI TẬP TỰ KIỂM TRA :
1/ Cho đường tròn (C) :
01
016222
x
zyx
a. Định tâm và bán kính của (C).
b. Viết phương trình đường thẳng tiếp xúc (C) tại A(1; 2; )11
c. Viết phương trình đường thẳng ' tiếp xúc (C) đi qua B(1; 3; 3).
2/ Cho đường tròn (C) :
0
9222
x
zyx
a. Viết phương trình đường thẳng tiếp xúc (C) tại A(0; 0; 3).
b. Viết phương trình đường thẳng đi qua B(0; 2; 3) và tiếp xúc (C).
3/ Cho đường tròn (C) :
03
9222
zyx
zyx
Viết phương trình đường thẳng tiếp xúc (C) biết :
a. Đi qua M(4; 0; -1)
b. Cùng phương đường thẳng : x = 2 – t ; y = 1 + t ; z = 0.
8ỨNG DỤNG CỦA HỆ SỐ BẤT ĐỊNH TRONG MỘT SỐ BÀI TOÁN
Phương pháp hệ số bất định là một kỹ thuật tính toán rất có hiệu quả trong một số dạng toán.
Chẳng hạn các bài toán về hệ thức lượng trong tam giác, đẳng thức và bất đẳng thức trong tam giác, các bài toán
về đạo hàm cấp cao, về tích phân,…Cơ sở của phương pháp nầy là các định lí sau :
- Mỗi đa thức bậc n đều không có quá một nghiệm thực.
- Đa thức có vô số nghiệm thực là đa thức không.
- Đa thức lượng giác cấp n với các hệ số ao, ak, bk là đa thức có dạng :
)sin..()(
1
0 kxboskxcaaxP k
n
k
kn
với 022 nn ba .
n
k
kk kxbkxaaxQ
1
0 )cottan()( với .022 nn ba
Đa thức Pn(x) = 0 , 00 kk baaRx
Qn(x) = 0 , 00 kk baaRx
Sau đây ta xét một số ứng dụng của phương pháp hệ số bất định .
I . Úng dụng vào các bài toán về định tính và định lượng trong tam giác:
Ví dụ 1 : Cho tam giác ABC thoả mãn :
2cos2cos32cos5sin4sin3sin2
CBACBA .
Chứng minh tam giác ABC đều.
Giải :
Ta có : 2cos22sin22cos.2sin2sinsin
CBABABABA
Dấu bằng xảy ra .BA
Tương tự : .2cos2sinsin
ACB
.2cos2sinsin
BAC
Vấn đề đặt ra là làm sao ước lượng vế trái của biểu thức đã cho theo sinA + sinB, sinB + sinC,
sinC + sinA . Ta sử dụng hệ số bất định . Phân tích :
2sinA + 3sinB + 4 sinC = p(sinA + sinB) + q(sinB + sinC) + r(sinC + sinA).
= (p + r)sinA + (p + q)sinB + (r + q)sinC.
Đồng nhất 2 vế :
4
3
2
qr
qp
rp
2
3r
2
5q
2
1p
Vậy :
.2cos32cos52cos)sin(sin2
3)sin(sin2
5)sin(sin2
1sin4sin3sin2 BACACCBBACBA
Dấu bằng xảy ra ABC đều.
Ví dụ 2 : Cho tam giác ABC thoả mãn : 2004tan + 2006tanB + 2008tanC = 0.
Chứng minh rằng : 1001sin2C + 1003sin2B + 1005sin2A = 0
Giải :
9Ta có : .cos.cos
sin
cos.cos
)sin(
cos
sin
sAco
sinAtanBAtan BA
C
BA
BA
B
B
Xét : 2004tanA + 2006tanB + 2008tanC = p(tanA + tanB) + q(tanB + tanC) + r(tanC + tanA)
= (p + r)tan A + ((p + q)tanB + (q + r)tanC.
Đồng nhất :
1003r
1005q
1001p
2008
2006
2004
rq
qp
rp
Vậy : 2004tanA + 2006tanB + 2008tanC = 0.
1001(tanA + tanB) + 1005(tanB + tanC) +1003(tanC + tanA) = 0
0cos.cos
sin1003cos.cos
sin1005cos.cos
sin1001 CA
B
CB
A
BA
C
1001sinCcosC + 1005sinAcosA + 1003sinBcosB = 0
1001sin2C + 1005sin2A + 1003sin2B = 0.
Ví dụ 3 : Cho tam giác ABC có : .02cot20102cot20092cot2007
CBA
Tìm hệ thức liên hệ giữa 3 cạnh ?
Giải :
Ta có :
2sin2sin
2cos
2sin2sin
)22sin(
2sin.2sin
)22sin(
2sin
2cos
2sin
2cos
2cot2cot BA
C
BA
C
BA
BA
B
B
A
A
BA
Xét : )2cot2(cot)2cot2(cot)2cot2(cot2cot20102cot20092cot2007
ACrCBqBApCBA
.2cot)(2cot)(2cot)(
CprBrqAqp
Đồng nhất :
1006
1004
3013
2010
2009
2007
r
q
p
rq
qp
rp
Từ đó : 0)2cot2(cot1006)2cot2(cot1004)2cot2(cot3013
02cot20102cot20092cot2007
ACCBBA
CBA
0
2sin2sin
2cos1006
2sin2sin
2cos1004
2sin2sin
2cos3013 AC
B
CB
A
BA
C
02cos2sin10062cos2sin10042cos2
C3013sin BBAAC
0sin1006sin1004sin3013 BCC
0100610043013 bac
Ví dụ 4 : Cho tam giác ABC có cotA, cotB, cotC là một cấp số cộng. Chứng minh a2, b2, c2 cũng là một
cấp số cộng, với a, b, c là các cạnh của tam giác ABC.
Giải :
Ta có : cotA + cotB = .sin.sin
sin
BA
C
cotA, cotB, cotC là cấp số cộng 0cotcot2cot CBA
10
Đặt cotA – 2cotB + cotC = p(cotA+cotB)+q(cotB+cotC)+r(cotC+cotA)
CqrBpqArp cot)(cot)(cot)( .
Đồng nhất : p + r = 1 , p + q = - 2 , q + r = 1
2r,-1q,1 p .
Vậy : cotA – 2cotB + cotC = -(cotA + cotB) – (cotB + cotC) + 2(cotC + cotA) = 0
0sin.sin
sin2
sin.sin
sin
sin.sin
sin AC
B
CB
A
BA
C
.20sin2sinsin 222222 cabBAC
Vậy a2, b2, c2 là một cấp số cộng.
Ví dụ 5 : Cho tam giác ABC có 02tan2tan22
Atan3 CB . Tìm mối liên hệ giữa cosA, cosB, cosC.
Giải :
Dễ thấy rằng :
2cos2cos
2cos
2tan2
Atan BA
C
B
Dùng hệ số bất định ta có :
)2
Atan2(tan2)2tan2(tan3)2tan2
A(tan2tan2tan22
Atan3 CCBBCB
Nên : 2tan2tan22
Atan3 CB 0 )2
Atan2(tan2)2tan2(tan3)2tan2
A(tan CCBB = 0
0
2cos2cos
2cos2
2cos2cos
2cos3
2cos2cos
2cos AC
B
CB
A
BA
C
(3) )32)(1( 22 xxxx dx (4)
4
0 cossin
sin4cos3
xx
xx
11
MỘT SỐ Ý KIẾN VỀ PHƯƠNG TRÌNH TIẾP TUYẾN
Khi dạy phần phương trình tiếp tuyến của đường cong cho học sinh lớp 12NC, tôi có
gặp phải một số bài toán mà cách giải của các em là không chính xác. Tôi xin trình bày ra
đây để quí đồng nghiệp cho ý kiến bàn bạc và trao đổi nhằm thống nhất cách giải cho
các em trong các kì thi sắp tới.
I/ MỘT SỐ SAI LẦM CỦA HỌC SINH :
Học sinh thường vẫn nghĩ là : ứng với 2 tiếp điểm khác nhau thì có 2 tiếp tuyến khác nhau.
Giả sử cho đồ thị hàm số y = f(x).
Tại điểm M1(x1 ; y1) có phương trình tiếp tuyến là 1 1 1'( )( ) .y f x x x y
Tại điểm M2(x2 ; y2) có phương trình tiếp tuyến là 2 2 2'( )( ) .y f x x x y
Nếu 1 2x x mà 1 2 1 1 1 2 2 2'( ) '( ) và '( ) '( )f x f x x f x y x f x y thì 2 tiếp tuyến trùng nhau.
Ví dụ 1 : Cho hàm số 4 2( ) 2 3 ( )y f x x x C . Tìm trên (C) những điểm mà tiếp tuyến tại đó
song song với tiếp tuyến tại A(1; 2) .
Học sinh giải : Gọi ( ; ) ( )o oB x y C là điểm cần tìm, BA tức là 1.ox
Tiếp tuyến tại B // tiếp tuyến tại A nên :
3'( ) '(1) 4 4 0o o of x f x x
0
0
0
0
1
1 (loai)
x
x
x
Vậy có 2 điểm 1 2(0; 3), ( 1; 2)B B
Nhận xét : Cần kiểm tra lại vì 2B A nhưng 2 tiếp tuyến tại những điểm đó trùng nhau y = 2.
Chỉ có 1 điểm 1(0; 3)B thỏa mãn yêu cầu bài toán.
Ví dụ 2 : Cho hàm số 3 3 ( )y x x C . Tìm những điểm trên đường thẳng y = 2 từ đó kẻ được
3 tiếp tuyến đến (C).
(Lời giải của Th.s Lê hồng Đức, phương pháp giải toán giải tích 12 tập 3, trang 88)
Gọi A(a; 2) thuộc đường thẳng y = 2.
Đường thẳng (d) qua A có hệ số góc k : y = k(x - a) + 2.
Đt (d) là tiếp tuyến của (C) khi hệ sau có nghiệm :
3
2
3 ( ) 2. (1)
3 3 (2)
x x k x a
x k
Thay (2) vào (1) : 3 2 23 (3 3)( ) 2 ( 1) 2 (3 2) 3 2 0x x x x a x x a x a
2
1
( ) 2 (3 2) 3 2 0 (3)
x
g x x a x a
Để qua A kẻ được 3 tiếp tuyến đến (C) thì phương trình (3) phải có 2 nghiệm phân biệt 1
2 20 1(3 2) 8(3 2) 0 (4)32 3 2 3 2 0( 1) 0 2
g aa a
a ag a
Vậy từ A(a; 2) trên đthẳng y = 2 có a thỏa mãn hệ (4) từ đó kẻ được 3 tiếp tuyến đến (C).
Nhận xét : Không thể nói rằng để qua A kẻ được 3 tiếp tuyến đến (C) pt (3) có 2 nghiệm pb 1 .
12
Vì pt (3) có thể có (2) nghiệm pb 1 nhưng pt (2) vẫn chỉ có 1 giá trị k thì sao ?
Tức là có thể xảy ra k(x1) = k(x2) hoặc k(x1) = k(-1) hoặc k(x2) = k(-1)
Theo tôi cần phải chứng minh 1 2 1 2x x k k , trước khi chứng minh tiếp.
Hệ pt
3
2
3 ( ) 2 (1)
3 3 (2)
x x k x a
x k
2
2
(3 3) 2 ( ) 23
3 3
xx x k x a
x k