Giải Toán 10 trang 57 Tập 2 Chân trời sáng tạo

Với giải bài tập Toán lớp 10 trang 57 Tập 2 trong Bài 2: Đường thẳng trong mặt phẳng tọa độ sách Chân trời sáng tạo hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Toán 10 trang 57 Tập 2.

1 2,136 24/02/2023


Giải Toán 10 trang 57 Tập 2

Thực hành 6 trang 57 Toán lớp 10 Tập 2: Trong mặt phẳng Oxy, cho tam giác ABC có tọa độ các đỉnh là A(1; 1), B(5; 2), C(4; 4). Tính độ dài các đường cao của tam giác ABC.

Lời giải:

Ta có: AB→ = (4; 1), AC→ = (3; 3), BC→ = (−1; 2)

Phương trình đường thẳng AB đi qua điểm A(1; 1) và nhận AB→ = (4; 1) làm vectơ chỉ phương nên nhận vectơ n1→ =(1; −4) làm vectơ pháp tuyến là:

1(x − 1) − 4(y − 1) = 0 ⇔ x − 4y + 3 = 0

Phương trình đường thẳng AC đi qua điểm A(1; 1) và nhận  AC→ = (3; 3) làm vectơ chỉ phương nên nhận  n2→= (3; −3) làm vectơ pháp tuyến là:

3(x − 1) − 3(y − 1) = 0 ⇔ x − y = 0

Phương trình đường thẳng BC đi qua điểm C(4; 4) và nhận  BC→ =(−1; 2) làm vectơ chỉ phương nên nhận  n3→ = (2; 1) làm vectơ pháp tuyến là:

2(x − 4) + (y − 4) = 0 ⇔ 2x + y − 12 = 0

Độ dài đường cao hạ từ A xuống BC là: d(A; BC) = |2.1 + 1 − 12|(−1)2+22  = 95 .

Độ dài đường cao hạ từ B xuống AC là: d(B; AC) = |5−2|12+(−1)2 = 32 .

Độ dài đường cao hạ từ C xuống AB là: d(C; AB) = |4−4.4 + 3|12+(−4)2 = 917 .

Vậy độ dài các đường cao của tam giác ABC lần lượt là: 95 , 32 , 917 .

Vận dụng 6 trang 57 Toán lớp 10 Tập 2: Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng d1: 4x − 3y + 2 = 0 và d2: 4x − 3y + 12 = 0.

Lời giải:

Hai đường thẳng d1: 4x − 3y + 2 = 0 và d2: 4x − 3y + 12 = 0 đều có vectơ pháp tuyến là : n→  = (4 ; −3)

Suy ra d1 và d2 song song hoặc trùng nhau.

Lấy A(0; 4) ∈ d2. Thay tọa độ của A vào d1 ta có: 4.0 – 3.4 + 2 = −10 ≠ 0 ⇒ A ∉ d1.

Vậy d1 và d2 song song với nhau.

Khi đó khoảng cách từ A đến d1 chính là khoảng cách giữa hai đường thẳng d1 và d2.

Ta có d(A, d1) = |4.0−3.4+2|42+(−3)2  = 105  = 2.

Vậy khoảng cách giữa hai đường thẳng d1 và d2 là 2.

Bài tập 1 trang 57 Toán lớp 10 Tập 2: Lập phương trình tham số và phương trình tổng quát của đường thẳng d trong mỗi trường hợp sau:

a) d đi qua điểm A(−1; 5) và có vectơ chỉ phương u→ = (2; 1)

b) d đi qua điểm B(4; −2) và có vectơ pháp tuyến là n→ = (3; −2)

c) d đi qua P(1; 1) và có hệ số góc k = −2

d) d đi qua hai điểm Q(3; 0) và R(0; 2)

Lời giải:

a) Ta có u→  = (2; 1) là vectơ chỉ phương của d nên d nhận n→  = (1; −2) là vectơ pháp tuyến.

Phương trình tham số của đường thẳng d đi qua A(−1; 5) và nhận u→ = (2; 1) là vectơ chỉ phương là: x=−1+2ty=5+t

Phương trình tổng quát của đường thẳng d đi qua A(−1; 5) và nhận n→   = (1; −2) là vectơ pháp tuyến là: 1(x + 1) −2(y − 5) = 0 ⇔ x − 2y + 11 = 0

Vậy phương trình tham số của d là  x=−1+2ty=5+t; phương trình tổng quát của d là x − 2y + 11 = 0

b) Phương trình tổng quát của d đi qua B(4; −2) và nhận n→  = (3; −2) là vectơ pháp tuyến là: 3(x − 4) − 2(y + 2) = 0 ⇔ 3x − 2y – 16 = 0.

Ta có n→ = (3; −2) là vectơ pháp tuyến của d nên d nhận u→  = (2; 3) là vectơ chỉ phương.

Phương trình tham số của d đi qua B(4; −2) và nhận u→ = (2; 3) làm vectơ chỉ phương là: x=4+2ty=−2+3t

Vậy đường thẳng d có phương trình tổng quát là 3x − 2y – 16 = 0; phương trình tham số là x=4+2ty=−2+3t

c) Ta có: d là đồ thị của hàm số bậc nhất y = kx + b

Vì hệ số góc k = −2 nên ta có: y = −2x + b

Lại có d đi qua P(1; 1) nên thay tọa độ P vào hàm số bậc nhất ta được: 1 = −2. 1 + b ⇒ b = 3 

⇒ Phương trình tổng quát của d là: y = −2x + 3 ⇔ 2x + y − 3 = 0.

Ta có: d nhận  n→ = (2; 1) là vectơ pháp tuyến ⇒ u→  = (1; −2) là vectơ chỉ phương của d.

⇒ Phương trình tham số của d đi qua P(1; 1) và nhận u→ = (1; −2) làm vectơ chỉ phương là: x=1+ty=1−2t

Vậy đường thẳng d có phương trình tổng quát là 2x + y − 3 = 0; phương trình tham số là x=1+ty=1−2t

d) Ta có: QR→ = (−3; 2) là vectơ chỉ phương của d ⇒ d nhận n→ = (2; 3) là vectơ pháp tuyến.

Phương trình tham số của d đi qua Q(3; 0) và nhận QR→ = (−3; 2) làm vectơ chỉ phương là:

Phương trình tổng quát của d đi qua Q(3; 0) và nhận n→ = (2; 3) làm vectơ pháp tuyến là: 2(x − 3) + 3(y − 0) = 0 ⇔ 2x + 3y – 6 = 0.

Vậy đường thẳng d có phương trình tổng quát là 2x + 3y – 6 = 0; phương trình tham số là x=3−3ty=2t .

Bài tập 2 trang 57 Toán lớp 10 Tập 2: Cho tam giác ABC, biết A(2; 5), B(1; 2) và C(5; 4).

a) Lập phương trình tổng quát của đường thẳng BC.

b) Lập phương trình tham số của trung tuyến AM

c) Lập phương trình của đường cao AH.

Lời giải:

Giải Toán 10 Bài 2 (Chân trời sáng tạo): Đường thẳng trong mặt phẳng tọa độ  (ảnh 1)

a) Ta có  BC→ = (4; 2) ⇒ đường thẳng BC nhận n→ = (2; −4) là vectơ pháp tuyến.

Phương trình tổng quát của đường thẳng BC đi qua B(1; 2) và nhận n→ = (2; −4) làm vectơ pháp tuyến là: 2(x − 1) − 4(y − 2)  = 0 ⇔ 2x − 4y + 6 = 0 ⇔ x − 2y + 3 = 0.

Vậy phương trình tổng quát của đường thẳng BC là x − 2y + 3 = 0.

b) Ta có M là trung điểm của BC ⇒ M( 1+52; 2+42 ) ⇒ M(3; 3)

Phương trình tham số của trung tuyến AM đi qua A(2; 5) và nhận AM→ = (1; −2) làm vectơ chỉ phương là: x=2+ty=5−2t

Vậy phương trình tham số của trung tuyến AM là: x=2+ty=5−2t .

c) Phương trình đường cao AH đi qua A(2; 5) và nhận BC→ = (4; 2) là vectơ pháp tuyến là: 4(x − 2) + 2(y − 5) = 0 ⇔ 4x + 2y – 18 = 0 ⇔ 2x + y – 9 = 0.

Vậy phương trình dường cao AH là: 2x + y – 9 = 0.

Bài tập 3 trang 57 Toán lớp 10 Tập 2:  Lập phương trình tham số và phương trình tổng quát của đường thẳng Δ trong mỗi trường hợp sau:

a) Δ đi qua A(2; 1) và song song với đường thẳng 3x + y + 9 = 0;

b) Δ đi qua B(−1; 4) và vuông góc với đường thẳng 2x – y – 2 = 0.

Lời giải:

a) Vì Δ song song với đường thẳng 3x + y + 9 = 0 nên Δ nhận n→ = (3; 1) làm vectơ pháp tuyến và  u→ = (1; −3) làm vectơ chỉ phương.

⇒ Phương trình tổng quát đường thẳng Δ đi qua A(2; 1) và nhận n→ = (3; 1) làm vectơ pháp tuyến là: 3(x − 2) + 1(y − 1) = 0 ⇔  3x + y – 7 = 0.

Phương trình tham số của Δ đi qua A(2; 1) và nhận u→ = (1; −3) làm vectơ chỉ phương là: x=2+ty=1−3t .

Vậy phương trình tổng quát đường thẳng Δ là 3x + y – 7 = 0; phương trình tham số của Δ là x=2+ty=1−3t .

b) Vì Δ vuông góc với đường thẳng 2x − y − 2 = 0 nên Δ nhận  u→ = (2; −1) làm vectơ chỉ phương và n→ = (1; 2) làm vectơ pháp tuyến.

⇒ Phương  trình tổng quát đường thẳng Δ đi qua B(−1; 4) và nhận n→ = (1; 2) làm vectơ pháp tuyến là:  1(x +  1)  + 2(y − 4) = 0 ⇔  x + 2y – 7 = 0.

Phương trình tham số của Δ đi qua B(−1; 4) và nhận u→ = (2; −1) làm vectơ chỉ phương là: x=−1+2ty=4−t .

Vậy phương trình tổng quát đường thẳng Δ là x + 2y – 7 = 0; phương trình tham số của Δ là x=−1+2ty=4−t .

Bài tập 4 trang 57 Toán lớp 10 Tập 2: Xét vị trí tương đối của các cặp đường thẳng d1 và d2 sau đây:

a) d1: x − y + 2 = 0 và d2: x + y + 4 = 0

b) d1: x=1+2ty=3+5t  và d2: 5x − 2y  + 9 = 0

c) d1:  x=2−ty=5+3t và d2: 3x + y – 11 = 0.

Lời giải:

a) Ta có d1 và d2 có các vectơ pháp tuyến lần lượt là n1→ = (1; −1) và n2→ = (1; 1).

Ta có: n1→ . n2→ = 1. 1 + 1. (−1) = 0 ⇒  n1→ ⊥ n2→. Do đó d1 ⊥ d2.

Tọa độ M là giao điểm của d1 và d2 là nghiệm của hệ phương trình:

x−y+2=0x+y+4=0  ⇔ x=−3y=−1  ⇒ M(−3; −1).

Vậy d1 vuông góc với d2 và cắt nhau tại M(−3; −1).

b) Ta có u1→ = (2; 5) là vectơ chỉ phương của d1 ⇒ n1→ = (5; −2) là vectơ pháp tuyến của d1.

Ta có : n2→ = (5; −2) là vectơ pháp tuyến của d2.

Ta có: n1→ = n2→ . Do đó, d1 và d2 song song hoặc trùng nhau.

Lấy điểm M(1; 3) ∈ d1, thay tọa độ của M vào phương trình d2, ta được:

5. 1 − 2. 3 + 9 = 0 ⇔ 8 = 0 (vô lí)

⇒ M ∉ d2. 

Vậy d1 // d2.

c) Ta có u1→  = (−1; 3) là vectơ chỉ phương của d1 ⇒ n1→  = (3; 1) là vectơ pháp tuyến của d1.

Ta có: n2→ = (3; 1) là vectơ pháp tuyến của d2.

Ta có: n1→ = n2→ . Do đó, d1 và d2 song song hoặc trùng nhau.

Lấy điểm N(2; 5) ∈ d1, thay tọa độ của N vào phương trình d2, ta được: 3. 2 + 5 − 11 = 0.

⇒ N ∈ d2.     

Vậy d1 trùng d2.         

Xem thêm lời giải bài tập Toán lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác: 

Giải Toán 10 trang 46 Tập 2

Giải Toán 10 trang 47 Tập 2

Giải Toán 10 trang 48 Tập 2

Giải Toán 10 trang 49 Tập 2

Giải Toán 10 trang 51 Tập 2

Giải Toán 10 trang 53 Tập 2

Giải Toán 10 trang 54 Tập 2

Giải Toán 10 trang 56 Tập 2

Giải Toán 10 trang 57 Tập 2

Giải Toán 10 trang 58 Tập 2

Xem thêm lời giải bài tập Toán lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác: 

Bài 3: Đường tròn trong mặt phẳng tọa độ

Bài 4: Ba đường conic trong mặt phẳng tọa độ

Bài tập cuối chương 9

Bài 1: Không gian mẫu và biến cố

Bài 2: Xác suất của biến cố

1 2,136 24/02/2023


Xem thêm các chương trình khác: