Chuyên đề Hệ số góc của đường thẳng y = ax + b (2022) - Toán 9

Chuyên đề Hệ số góc của đường thẳng y = ax + b - Toán 9

A. Lý thuyết

1. Khái niệm hệ số góc của đường thẳng y = ax + b (a ≠ 0)

a. Góc tạo bởi đường thẳng y = ax + b (a ≠ 0) với trục Ox

Gọi A là giao điểm của đường thẳng y = ax + b với trục Ox và M là một điểm thuộc đường thẳng và có tung độ dương.

Khi đó, $\widehat{Max}$ là góc tạo bởi đường thẳng y = ax + b với trục Ox.

Ví dụ 1. Cho hàm số y = x + 3. Tính góc tạo bởi đường thẳng y = x + 2 với trục Ox.

Lời giải:

Vẽ đồ thị hàm số y = x + 3

+ Cho x = 0 thì y = 3 ta được điểm A (0; 3).

+ Cho y = 0 thì x = −3 ta được điểm B (−3; 0).

Đồ thị hàm số đã cho đi qua hai điểm A(0; 3); B(−3; 0).

Gọi góc tạo bởi đường thẳng y = x + 3 với trục Ox là α, ta có $\widehat{ABO}=\alpha$.

Xét tam giác vuông OAB, ta có $\tan \alpha =\frac{OA}{OB}=\frac{3}{3}=1$(1 chính là hệ số góc của đường thẳng y = x + 3)

Khi đó số đo góc α là α = 45°.

Vậy góc tạo bởi đường thẳng y = x + 2 với trục Ox là 45°.

2. Hệ số góc của đường thẳng y = ax + b (a ≠ 0)

− Các đường thẳng có cùng hệ số a (a là hệ số của x) thì tạo với trục Ox các góc bằng nhau.

Khi a > 0, góc tạo bởi đường thẳng y = ax + b và trục Ox là góc nhọn và nếu a càng lớn thì góc đó càng lớn nhưng vẫn nhỏ hơn 90°.

Khi a < 0 góc tạo bởi đường thẳng y = ax + b và trục Ox là góc tù và nếu a càng lớn thì góc đó càng lớn nhưng vẫn nhỏ hơn 180°.

Như vậy, góc tạo bởi đường thẳng y = ax + b và trục Ox phụ thuộc vào a.

Người ta gọi a là hệ số góc của đường thẳng y = ax + b.

Chú ý. Khi b = 0, ta có hàm số y = ax. Trong trường hợp này, ta có thể nói a là hệ số góc của đường thẳng y = ax.

Ví dụ 2. Cho (d): y = ax + b. Tìm a, b biết (d) đi qua gốc tọa độ và song song với (d') trong đó (d') có hệ số góc bằng 1.

Lời giải:

Theo bài ta, (d) đi qua gốc tọa độ nên ta có b = 0.

(d) song song với (d') và (d') có hệ số góc bằng 1 nên a = 1.

Vậy a = 1, b = 0.

B. Bài tập

I. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Cho đường thẳng d: y = ax + b (a ≠ 0) . Hệ số góc của đường thẳng d là:

A. -a

B. a

C. 1/a

D. b

A. α = -tanα

B. α = (180° - α)

C. α = tanα

D. α = -tan(180° - α)

Câu 3: Cho đường thẳng d: y = 2x + 1. Hệ số góc của đường thẳng d là:

A. -2

B. 1/2

C. 1

D. 2

Câu 4: Cho đường thẳng d: y = (m + 2)x - 5 đi qua điểm có A(-1; 2). Hệ số góc của đường thẳng d là:

A. 1

B. 11

C. -7

D. 7

Câu 5: Tính hệ số góc của đường thẳng d: y = (2m - 4)x + 5 biết nó song song với đường thẳng d': 2x - y - 3 = 0.

A. 1

B. -2

C. 3

D. 2

Câu 6: Cho hàm số bậc nhất y = (2m + 1)x + m – 2. Tìm m biết rằng góc tạo bởi đường thẳng và trục Ox bằng 45°.

A. m = 0

B. m = 1

C. m = -1

D. m = 2

Câu 7: Cho hai đường thẳng y = 2x + 10 và y = (3 - m)x + 4. Biết rằng hai đường thẳng trên tạo với trục Ox các góc bằng nhau. Tìm m?

A. m = 0

B. m = 1

C. m = -1

D. m = 2

II. Bài tập tự luận có lời giải

Câu 1: Cho hàm số y = x + 2. Tính góc tạo bởi đường thẳng y = x + 2 với trục Ox (làm tròn đến phút).

Lời giải:

Vẽ đồ thị hàm số y = x + 2

Đồ thị hàm số đã cho đi qua hai điểm A(0; 2); B(-2; 0).

Gọi góc tạo bởi đường thẳng y = x + 2 với trục Ox là α, ta có  = α Xét tam giác vuông OAB , ta có  (1 chính là hệ số góc của đường thẳng y = x + 2)

Khi đó số đo góc α là α = 45

Câu 2: Cho (d): y = ax + b. Tìm a, b biết (d) đi qua gốc tọa độ và song song với (d') trong đó (d') có hệ số góc bằng 1.

Lời giải:

Theo bài ta, (d) đi qua gốc tọa độ nên ta có b = 0

(d) song song với (d') và (d') có hệ số góc bằng 1 nên a = 1

Vậy a = 1, b = 0.

Câu 3: Viết phương trình đường thẳng (d) đi qua điểm M(1; 2) và có hệ số góc là 3.

Lời giải:

Phương trình đường thẳng có hệ số góc 3 (tức là a = 3) có phương trình dạng:

y = 3x + b.

Vì phương trình này đi qua điểm M(1; 2) nên có:

2 = 3.1 + b

$\iff$ b = 2 − 3

$\iff$ b = −1.

Vậy phương trình đường thẳng cần tìm là: y = 3x – 1.

Câu 4:

a) Tìm hệ số góc của đường thẳng đi qua gốc tọa độ và đi qua điểm A(2; 1).

b) Tìm hệ số góc của đường thẳng đi qua gốc tọa độ và đi qua điểm B(1; −2).

Lời giải

Đường thẳng đi qua gốc tọa độ có dạng y = ax + b.

a) Vì đường thẳng y = ax đi qua điểm A(2; 1) nên tọa độ điểm A nghiệm đúng phương trình đường thẳng.

Ta có: 1 = a . 2 $\iff$ a = $\frac{1}{2}$.

Vậy hệ số góc của đường thẳng đi qua gốc tọa độ và đi qua điểm A(2; 1) là a = $\frac{1}{2}$.

b) Vì đường thẳng y = ax đi qua điểm B(1; −2) nên tọa độ điểm B nghiệm đúng phương trình đường thẳng.

Ta có: − 2 = a . 1$\iff$ a = − 2.

Vậy hệ số góc của đường thẳng đi qua gốc tọa độ và đi qua điểm B(1; − 2) là a = − 2.

Câu 5: Xác định hàm số y = ax + b biết đồ thị hàm số đi qua điểm A(4; 0) và B(0; 3). Khi đó, hãy tính:

a) Vẽ đồ thị hàm số (d) vừa tìm được và tính góc α tạo bởi đường thẳng (d) và trục Ox.

b) Khoảng cách từ gốc tọa độ O đến đường thẳng (d).

c) Tính diện tích tam giác OAB.

Lời giải:

a) Vì (d) đi qua A(4; 0) nên tọa độ A phải thỏa mãn phương trình:

y = ax + b

$\iff$ 4a + b = 0 (1)

Tương tự (d) đi qua B(0; 3) nên tọa độ B phải thỏa mãn phương trình:

y = ax + b

$\iff$ 3 = a . 0 + b

$\iff$ b = 3.

Thay b = 3 vào (1) ta được a = $-\frac{3}{4}$.

Do đó đồ thị hàm số tìm là: $y=-\frac{3}{4}x+3$.

* Vẽ đồ thị hàm số

+ Cho x = 0 thì y = 3 ta được điểm A(4; 0).

+ Cho y = 0 thì x = 4 ta được điểm B(0; 3).

Do đó, đồi thị hàm số đi qua 2 điểm A(4; 0) và B(0; 3).

Ta có đồ thị như sau:

− Xét tam giác AOB vuông tại O, ta có:

 $\tan \widehat{OAB}=\frac{OB}{OA}=\frac{3}{4}\approx \tan {36}^{o}52\text{'}$

$\Rightarrow \widehat{OAB}\simeq {36}^{o}52\text{'}$

$\Rightarrow \alpha ={180}^o-{36}^{o}52\text{'}={143}^{o}8\text{'}$

Vây góc tạo bởi (d) và trục hoành Ox (tức đường thẳng y = 0) là α = 143^o8'.

b) Vẽ OH ⊥ AB.

Tam giác OAB là tam giác vuông tại O, ta có OH ⊥ AB nên:

$$\begin{gathered} \frac{1}{O{H}^2}=\frac{1}{O{A}^2}+\frac{1}{O{B}^2} \\ =\frac{1}{4^2}+\frac{1}{3^2}=\frac{25}{144} \end{gathered}$$

$\Rightarrow OH=\sqrt{\frac{144}{25}}=\frac{12}{5}=\mathrm{2,4}$.

Vậy khoảng cách từ gốc tọa độ O tới đường thẳng (d) là 2,4 (đvđd).

c) Vì tam giác OAB là tam giác vuông tại O nên ta có:

$S_{OAB}=\frac{1}{2}OA.OB=\frac{1}{2}.4.3=6$.

Vậy diện tích tam giác OAB là 6 (đvdt).

Câu 6: Cho hàm số bậc nhất y = ax + 3

a) Xác định hệ số góc a, biết rằng đồ thị của hàm số đi qua điểm A(2; 6).

b) Vẽ đồ thị của hàm số.

Lời giải:

Hàm số y = ax + 3 là hàm số bậc nhất nên a ≠ 0

a) Đồ thị của hàm số đi qua điểm A(2; 6) nên:

b) Vẽ đồ thị:

- Cho x = 0 thì y = 3 ta được B(0; 3).

Nối A, B ta được đồ thị hàm số

Câu 7: Cho hàm số y = -2x + 3

a) Vẽ đồ thị của hàm số

b) Tính góc tạo bởi đường thẳng y = -2x + 3 và trục Ox (làm tròn đến phút)

Lời giải:

a) Vẽ đồ thị hàm số:

- Cho x = 0 thì y = 3 ta được A(0; 3)

b) Gọi góc hợp bởi đường thẳng y = -2x + 3 và trục Ox là α

Câu 8: Cho hàm số y = x + 2. Tính góc tạo bởi đường thẳng y = x + 2 với trục Ox (làm tròn đến phút).

Lời giải:

Vẽ đồ thị hàm số y = x + 2

Đồ thị hàm số đã cho đi qua hai điểm A(0; 2); B(-2; 0).

Gọi góc tạo bởi đường thẳng y = x + 2 với trục Ox là α, ta có  = α Xét tam giác vuông OAB , ta có  (1 chính là hệ số góc của đường thẳng y = x + 2)

Khi đó số đo góc α là α = 45⁰

Câu 9: Cho (d): y = ax + b. Tìm a, b biết (d) đi qua gốc tọa độ và song song với (d') trong đó (d') có hệ số góc bằng 1.

Lời giải:

Theo bài ta, (d) đi qua gốc tọa độ nên ta có b = 0

(d) song song với (d') và (d') có hệ số góc bằng 1 nên a = 1

Vậy a = 1, b = 0.

Câu 10:

Tim m để đường thẳng 2mx + 3y = 4 (m ≠ 0) (d) và (3m – 1)x + 2y = 5 (m ≠ 0) (d’) có cùng hệ số góc.

Lời giải:

Ta có : Phương trình đường thẳng (d) : 

Phương trình đường thẳng (d’) :

Hai đường thẳng (d) và (d’) có cùng hệ số góc khi và chỉ khi:

III. Bài tập vận dụng

Câu 1: Cho các điểm và nằm trên đường thẳng có hệ số góc là . Tìm giá trị của m

Câu 2: Chứng minh rằng nếu một đường thẳng đi qua điểm A(x1; y1) và có hệ số góc bằng a thì đường thẳng đó có phương trình là y - y1 = a(x - x1)

Câu 3: Đường thẳng y = x – 2m + 3 đi qua điểm A (−2; 4) có hệ số góc bằng bao nhiêu?

Câu 4: Cho đường thẳng d: y = mx +. Tính góc tạo bởi tia Ox và đường thẳng d biết d đi qua điểm A (3; 0)

Câu 5: Viết phương trình đường thẳng d biết d đi qua B (−1; 1) và tạo với trục Ox một góc bằng 45⁰

Câu 6: Viết phương trình đường thẳng d biết d tạo với đường thẳng y = 2 (theo chiều dương) một góc bằng 135⁰ và cắt trục tung tại điểm có tung độ bằng 4.

Câu 7: Tìm hệ số góc của đường thẳng d biết d đi qua điểm A(1;1) và điểm B(−1;2)

Câu 8: Cho đường thẳng d: y = (2m – 1)x +2$\sqrt{5}$. Tính tan với là góc tạo bởi tia Ox và đường thẳng d biết d đi qua điểm A (1; 2$\sqrt{5}-\sqrt{2}$)

Câu 9: Cho đường thẳng d: y = (m + 2)x – 5 có hệ số góc là k = −4. Tìm m

Câu 10: Cho đường thẳng  có hệ số góc là k = −2. Tìm m

Xem thêm các bài Chuyên đề Toán lớp 9 hay, chi tiết khác:

Chuyên đề Ôn tập chương 2

Chuyên đề Một số hệ thức về cạnh và đường cao trong tam giác vuông

Chuyên đề Tỉ số lượng giác của góc nhọn

Chuyên đề Một số hệ thức về cạnh và góc trong tam giác vuông

Chuyên đề Ứng dụng thực tế các tỉ số lượng giác của góc nhọn