Tóm tắt lý thuyết và bài tập về vị trí tương đối của một điểm và một đường thẳng với (E)

I. Lý thuyết

1. Vị trí tương đối của một điểm với (E)

Cho (E):x2a2+y2b2=1 với a, b, c > 0 và điểm M(x0;y0)

Xét biểu thức x02a2+y02b2=T

+ Nếu T>1M nằm ngoài (E)

+ Nếu T=1M nằm trên (E) (hay M(E))

+ Nếu T<1M nằm trong (E)

2. Vị trí tương đối của đường thẳng với (E)

Cho (E):x2a2+y2b2=1 với a, b, c > 0 và đường thẳng Δ:Ax+By+C=0

Xét hệ {Ax+By+C=0(1)x2a2+y2b2=1(2)

Rút y từ (1) thế vào (2) A1x2+B1y+C1=0(3)

+ Nếu (3) vô nghiệm Δ và (E) không có điểm chung

+ Nếu (3) có nghiệm kép Δ và (E) tiếp xúc nhau.

+ Nếu (3) có hai nghiệm phân biệt Δ và (E) cắt nhau tại hai điểm phân biệt.

Ví dụ: Cho (E):x225+y29=1 và đường tròn (Cm):x2+y22(m1)x+2y1=0. Số giá trị m nguyên để đường tròn (Cm) có tâm nằm hoàn toàn tròn (E) là:

A. 7

B. 8

C. 9

D. 10

Lời giải

(C) có tâm là I(m1;1). Tâm I nằm trong (E)

\(\Rightarrow \frac{{{\left( m-1 \right)}^{2}}}{25}+\frac{{{\left( -1 \right)}^{2}}}{9}<1\Leftrightarrow {{\left( m-1 \right)}^{2}}<\frac{8}{9}.25\Leftrightarrow 1-\frac{10\sqrt{2}}{3}

có 9 giá trị m nguyên thỏa mãn

Đáp án C.

Ví dụ: Cho (E):x216+y29=1 và điểm I(1;2) đường thẳng d đi qua I cắt (E) tại hai điểm M, N sao cho I là trung điểm của MN có vecto chỉ phương là u=(a;b) .Khi đó giá trị ba  là:

A. 329

B. Không tồn tại

C. 932

D. 932

Lời giải

Đường thẳng d có VTCP là u=(a;b)ba=k là hệ số góc của đường thẳng d

d qua I và có hệ số góc k d:y=k(x1)+2(1)

Tọa độ M, N là nghiệm của hệ {y=k(x1)+2(1)x216+y29=1(2)

thế (1) vào (2) 9x2+16[k(x1)+2]2=144

(16k2+9)x2+16(4k2k2)+16k264k80=0(3)

Nhận thấy qua I luôn có đường thẳng cắt (E) tại hai điểm phân biệt, (3) luôn có 2 nghiệm phân biệt x1,x2 với k là hoành độ của M, N.

Mà M, N, I thẳng hàng (cùng thuộc d) I là trung điểm của MN

x1+x22=x116(4k2k2)2(16k2+9)=1k=932

Đáp án C.

II. Bài tập

Bài 1: Trong mặt phẳng Oxy, cho elip (E):x216+y29=1 và đường thẳng Δ:x+y+c=0. Với giá trị nào của c thi Δ là tiếp tuyến của (E) ?

A. 5

B. ±25

C. ±5

D. 5

Lời giải

(E)a2=16;b2=9

Để Δ là tiếp tuyến của (E) thì 16.12+9.12=c2c2=25c=±5

Đáp án C.

Bài 2: Trong mặt phẳng Oxy, cho elip (E):x232+y216=1. Số đường thẳng d cắt elip (E) tại hai điểm phân biệt có tọa độ nguyên là:

A. 9

B. 18

C. 120

D. 1

Lời giải

Giả sử M(x0;y0)(E) có tọa độ nguyên

x0232+y0216=1x02=32(1y0216)=2(16y02)016y020y02=16

y0Zy0{±4;±3;±2;±1;0}

Với y0=4x0=0M1(0;4) (nhận)

Với y0=4x0=0M2(0;4) (nhận)

Với y0=3x0=±34Z

Với y0=3x0=±34Z

Với y0=0x0=±32Z

Vậy chỉ có duy nhất môtj đường thẳng d cắt (E) tại hai điểm có tọa độ nguyên.

Đáp án D.

Bài 3: Trong mặt phẳng Oxy, cho elip (E):4x2+9y2=36 và điểm M(1;2). Lập phương trình đường thẳng d đi qua M cắt (E) tại hai điểm phân biệt A, B sao cho M là tring điểm của AB.

A. 2x-9y-20=0

B. 2x-y-20=0

C. 2x+9y-20=0

D. 9x-2y-13=0

Lời giải

Giả sử d đi qua M(1;2) và có hệ số góc k

d:y=k(x1)2d:y=kxk2

Xét hệ tọa độ giao điểm {4x2+9y2=36y=kxk24x2+9(kxk2)2=36

4x2+9(k2x2+k2+42k2x4kx+4k)36=0

(4+9k2)x22k(9k+18)x+(9k2+36k)=0()

Để (E) cắt d tại hai điểm phân biệt A, B thì phương trình (*) có 2 nghiệm phân biệt xA,xB

Δ>0k2(9k+18)2(4+9k2)(9k2+36k)>0

k2(81k2+324k+324)(36k2+144k+81k4+324k3)>0

\(\Leftrightarrow 288{{k}^{2}}-144k>0\Leftrightarrow 0

Với k thỏa mãn điều kiện (1) thì phương trình (*) có 2 nghiệm phân biệt xA,xB

Khi đó theo Vi-et ta có: {xA+xB=18k2+36k9k2+4xAxB=9k2+36k4+9k2

Vì M là trung điểm của AB nên xA+xB=2xM

18k2+36k9k2+4=2.1=218k2+36k=18k2+8k=29 (TMĐK (1))

Với k=29d:y=29x209d:2x9y20=0

Đáp án A.

Bài 4: Trong mặt phẳng Oxy, cho elip (E):x232+y216=1 và đường thẳng Δ:x22y=0 cắt elip (E) tại hai điểm phân biệt B và C. Điểm A(E) sao cho ΔABC có diện tích lớn nhất. Tính giá trị của P=xA2yA2.

A. 2

B. 0

C. 6

D. –6

Lời giải

Phương trình tham số của (E):{x=42sinty=2costt[0;2π]

A(E) nên A(42sint;2cost)

SΔABC=12.BC.d(A;Δ)

Vì BC không đổi nên SΔABCmaxd(A;Δ)max

d(A;Δ)=|42sint42cost|1+(22)2=42|sintcost|3

=42.2|sin(tπ4)|3=8|sin(tπ4)|383

SΔABCmax|sin(tπ4)|=1[sin(tπ4)=1sin(tπ4)=1

[tπ4=π2+k2πtπ4=π2+k2π

[t=3π4+k2πt=π4+k2π(kZ)

Vậy t[0;2π][t=3π4t=π4

- Với t=3π4A(2;2)P=xA2yA2=22(2)2=2

- Với t=3π4A(2;2)P=xA2yA2=(2)2(2)2=2

Đáp án A.

Bài 5: Trong mặt phẳng Oxy, cho đường tròn (C):x2+y2=8. Phương trình nào là phương trình chính tắc của elip (E), biết rằng (E) có độ dài trục lớn bằng 8 và (E) cắt (C) tại 4 điểm tạo thành 4 đỉnh của một hình vuông?

A. x216+3y216=1

B. x216+3y2163=1

C. x2163y2163=1

D. x2163y216=1

Lời giải

Phương trình chính tắc của (E) có dạng: x2a2+y2b2=1(a>b>0)

(E) có độ dài trục lớn bằng 8 2a=8a=4

Do (E) và (C) cùng nhận Ox, Oy làm trục đối xứng và các giao điểm là các đỉnh của hình vuông nên (E) và (C) có 1 giao điểm với tọa độ dạng A(t;t) với t>0

A(C)t2+t2=8t=2

A(2;2)(E)4162+4b2=1b2=163

Vậy phương trình chính tắc của (E) là: x216+3y2163=1

Đáp án B.

 

Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Tóm tắt lý thuyết và bài tập về vị trí tương đối của một điểm và một đường thẳng với (E) có đáp án chi tiết. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

Chúc các em học tốt!

Tham khảo thêm

Bình luận

Thảo luận về Bài viết

Có Thể Bạn Quan Tâm ?