CHUYÊN ĐỀ
Dạng 1: Tìm tọa độ của một điểm; tọa độ vectơ; độ dài đại số của vectơ và chứng minh hệ thức liên quan trên trục O;i
NHÓM SOẠN CHUYÊN ĐỀ KHỐI 10 4 Chú ý rằng, nếu MM1 Ox, MM2 Oy thì xOM , y1 OM .2
4. Liên hệ giữa tọa độ của điểm và tọa độ của vectơ trong mặt phẳng Cho hai điểm A x ; y
A A
và B x yB; B . Ta có; .
B A B A
AB x x y y III. BIỂU THỨC TỌA ĐỘ CỦA PHÉP TOÁN VECTO
Đinh lý: Cho u ( ; )x y ;u' ( '; ')x y và số thực k. Khi đó ta có :
1) '
' '
x x u u
y y 2) u v (x x y'; y') 3) k u. ( ;kx ky)
4) u' cùng phương u(u 0) khi và chỉ khi có số k sao cho ' ' x kx y ky 5) Cho A x( A;yA), (B xB;yB) thì AB xB xA;yB yA
IV. TỌA ĐỘ TRUNG ĐIỂM CỦA ĐOẠN THẲNG - TỌA ĐỘ TRỌNG TÂM CỦA TAM GIÁC 1. Tọa độ trung điểm của đoạn thẳng
Cho đoạn thẳng AB có A x yA; A ,B x yB; B . Ta dễ dàng chứng minh được tọa độ trung điểm
I; I
I x y của đoạn thẳng AB là
2. Tọa độ trọng tâm của tam giác
Cho tam giác ABC có A x ; y
A A
, B x ; yB B
, C x ; yC C
. Khi đó tọa độ của trọng tâm
G G
G x ; y của tam giác ABC được tính theo công thức
3 3
A B C A B C
G G
x x x y y y
x , y .
B. PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Dạng 1: Tìm tọa độ của một điểm; tọa độ vectơ; độ dài đại số của vectơ và chứng minh hệ thức liên quan
NHÓM SOẠN CHUYÊN ĐỀ KHỐI 10 5 Lời giải
Ta có: AB 1 2 3 AB3i.
Ví dụ 2: Trên trục tọa độ
O;i cho 2 điểm A,B có tọa độ lần lượt3 và 5 . Tọa độ trung điểm I của AB là.Lời giải Tọa độ điểm I là: 3 5
2 1
I
( )
x .
Ví dụ 3: Trên trục
O;i cho 3 điểmA,B,C có tọa độ lần lượt là a;b;c. Tìm điểm I sao cho IA IB IC 0.Lời giải Gọi điểm I có tọa độ là x.
IA a x IA ( a x )i;
IB b x IB ( b x )i;
IC c x IC ( c x )i;
0 3 0
3 0
3 IA IB IC ( a b c x )i
a b c
a b c x x .
Ví dụ 4: Trên trục
O;i , cho ba điểm A,B,C lần lượt có tọa độ là 5 2 4; ; . Tìm tọa độ điểm M thỏa mãn 2MA4MB3MC0.Lời giải Gọi điểm M có tọa độ là x.
5 5
2 2
4 4
MA x MA ( x )i;
MB x MB ( x )i;
MC x MC ( x )i;
2MA4MB3MC 0 10 2x i 8 4x i 12 3 x i0 10 9 0 10
x x 9 .
Ví dụ 5. Trên trục tọa độ O i; cho 4 điểm A B C D, , , bất kỳ. Chứng minh
. . . 0
AB CD AC DB AD BC .
Lời giải
Nhận thấy tọa độ điểm M
1; 1;0
thỏa mãn phương trình đường thẳng d. Cách 1: Giả sử tọa độ các điểm A B C D, , , lần lượt là a b c d, , , .NHÓM SOẠN CHUYÊN ĐỀ KHỐI 10 6
Ta có AB CD. b a d c bd ac bc ad
. .
AC DB c a b d bc ad cd ab AD BC d a c b cd ab ac bd
Cộng vế với vế lại ta được AB CD. AC DB. AD BC. 0 Cách 2: AB CD. AC DB. AD BC.
. . .
AB AD AC AC AB AD AD AC AB
. . . .
AB AD AB AC AC AB AC AD AD AC AD AB 0. PHẦN 2: CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
Câu 1: [0H1-5.2-1] Trên trục tọa độ
O e; , các điểm A B, và C có tọa độ lần lượt là 1; 2 và 3 . Tìm giá trị của AB2AC.A. 11. B. 1. C. 7 . D. 11.
Lời giải Chọn A.
2 1 3, 3 1 4
AB AC AB2AC 3 2.4 11 .
Câu 2. [0H1-4.1-2] Cho trục tọa độ
O e, . Khẳng định nào sau đây luôn đúng?A. AB AB. B. ABAB e. .
C. Điểm M có tọa độ là a đối với trục tọa độ
O e, thì OM a.D. AB AB.
Lời giải Chọn C.
Theo lý thuyết sách giáo khoa thì C đúng.
Câu 3. Trên trục
O;i , cho ba điểm A,B lần lượt có tọa độ là 2;6. Tìm tọa độ điểm I sao cho 3IA IB.
A.4. B.4. C.5. D.10.
Câu 4. Trên trục
O;i , cho ba điểm M ,N lần lượt có tọa độ là 2 3; . Độ dài đại số của MN là:A. 5. B. 5. C. 1. D. 1.
NHÓM SOẠN CHUYÊN ĐỀ KHỐI 10 7 Dạng 2: Tìm tọa độ điểm, tọa độ vectơ trên mặt phẳng Oxy
PHẦN 1: CÁC VÍ DỤ
Ví dụ 1. Trong mặt phẳng tọa độ Oxy. Cho điểm M x; y
. Tìm tọa độ của các điểm M1 đối xứng với Mqua trục hoành?Lời giải M1 đối xứng với M qua trục hoành suy ra M x; y1
.Ví dụ 2. Trong không gian Oxy, cho hai điểm A
1; 2 , B
2;3
. Tìm tọa độ của vectơ AB? Lời giảiTa có AB
2 1;3 2
3;1
.Ví dụ 3. Vectơ a
4;0
được phân tích theo hai vectơ đơn vị
i j; như thế nào?Lời giải Ta có: a
4;0
a 4i 0j 4i.Ví dụ 4. Trong hệ trục tọa độ Oxy, cho hình vuông ABCD tâm I và có A(1;3). Biết điểm B thuộc trục Ox và BC cùng hướng với i. Tìm tọa độ các vectơ AC?
Lời giải Từ giả thiết ta xác định được hình vuông trên mặt phẳng tọa độ Oxy như hình vẽ bên.
Vì điểm A( ; )1 3 suy ra AB3, OB1 Do đó B ;
1 0 , C 4 0; , D 4 3;Vậy AC
3;3
.Ví dụ 5. Trong mặt phẳng tọa độ Oxy. Cho hình thoi ABCD cạnh a và BAD600. Biết A trùng với gốc tọa độ O;
C thuộc trục Ox và xB 0, yB 0. Tìm tọa độ các đỉnh B và C của hình thoi ABCD. Lời giải
Từ giả thiết ta xác định được hình thoi trên mặt phẳng tọa độ Oxy
Gọi I là tâm hình thoi ta có 300
2 BI AB sin BAI a sin a
2
2 2 2 3
4 2
a a AI AB BI a
x y
O O C
A D
B
x y
I
C A
B
D
NHÓM SOẠN CHUYÊN ĐỀ KHỐI 10 8 Suy ra A
0 0; , Ba23;2a, C a
3 0;
, Da23;a2 .
PHẦN 2: CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
Câu 1: [0H1-5.3-1] Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, tọa độ i là
A. i
0; 0
. B. i
0; 1 . C. i
1; 0 . D. i
1; 1 .Lời giải Chọn C.
Câu 2. [0H1-5.3-1] Trong hệ tọa độ Oxy, cho A
5; 2
, B
10; 8
Tìm tọa độ của vectơ AB? A.
15; 10
. B.
2; 4
. C.
5; 6
. D.
50; 16
.Lời giải Chọn C
Ta có AB
5; 6
.Câu 3. [0H1-5.3-1]Trong mặt phẳng Oxy cho A
5; 2
,B
10;8
. Tọa độ vectơ AB là:A. AB
15;10
. B. AB
2; 4 . C. AB
5;10
. D. AB
50;16
.Lời giải Chọn C
5; 2
,
10;8
5;10
A B AB .
Câu 4: [0H1-5.3-1] Trong mặt phẳng toạ độ Oxy cho hai điểm A
1; 4 và B
3;5 . Khi đó:A. AB
2; 1
. B. BA
1; 2 . C. AB
2;1 . D. AB
4;9 .Lời giải.
Chọn C.
Ta có : AB
2;1 .Câu 5: [0H1-5.3-1] Trong mặt phẳng tọa độ Oxy choA
5;3 , B
7;8 . Tìm tọa độ của véctơ AB A.
15;10 .
B.
2;5 . C.
2;6 . D.
2; 5
.Lời giải.
Chọn B.
Ta có : AB
2;5 .NHÓM SOẠN CHUYÊN ĐỀ KHỐI 10 9 Câu 6. [0H1-5.3-2] Trong hệ tọa độ Oxy, cho tam giác ABC có B
9; 7 ,
C 11; 1
. Gọi M N, lầnlượt là trung điểm của AB AC, . Tìm tọa độ vectơ MN?
A.
2; 8
. B.
1; 4
. C.
10; 6
. D.
5; 3
.Lời giải Chọn B
Ta có 1 1
2; 8
1; 4
2 2
MN BC .
Câu 7. [0H1-5.3-2] Trong hệ tọa độ Oxy, cho hình vuông ABCD có gốc O làm tâm hình vuông và các cạnh của nó song song với các trục tọa độ. Khẳng định nào đúng?
A. OA OB AB. B. OA OB DC , cùng hướng.
C. xA xC,yA yC. D. xB xC,yB yC. Lời giải
Chọn A
Ta có OA OB CO OB CB AB. (do OACO).
Câu 8. [0H1-5.3-2] Trong hệ tọa độ Oxy, cho M
3; 4
Gọi M M1, 2 lần lượt là hình chiếu vuông góc của M trên Ox Oy, . Khẳng định nào đúng?A. OM1 3. B. OM24.
C. OM1OM2
3; 4
. D. OM1OM2
3; 4
. Lời giảiN M
B C
A
NHÓM SOẠN CHUYÊN ĐỀ KHỐI 10 10 Chọn D
Ta có M1
3; 0
, M2
0; 4
A. Sai vì OM13.
B. Sai vì OM2 4.
C. Sai vì OM1OM2 M M2 1
3; 4
.Câu 10. [0H1-5.3-2] Trong hệ tọa độ Oxy, cho hình bình hành OABC C, Ox. Khẳng định nào sau đây đúng?
A. AB có tung độ khác 0. B. A B, có tung độ khác nhau.
C. C có hoành độ khác 0. D. xAxCxB 0.
Lời giải Chọn C
Ta có OABC là hình bình hành ABOC
xC; 0
.Câu 11. Trong hệ trục tọa độ
O,i, j
, cho tam giác đều ABC cạnh a, biết O là trung điểm BC, i cùng hướng với OC, j cùng hướng OA. Tìm tọa độ của các đỉnh của tam giác ABC.Gọi xA, xB, xC lần lượt là hoành độ các điểm A, B, C. Giá trị của biểu thức xAxBxC bằng:A. 0 . B.
2
a. C. 3
2
a . D.
2
a. Lời giải
Chọn A
Ta có ;a , a; , a;
A 3 B C
0 0 0
2 2 2 suy ra xAxBxC 0.
Câu 12. Trong hệ trục tọa độ
O,i, j
, cho tam giác đều ABC cạnh a, biết O là trung điểm BC, i cùng hướng với OC, j cùng hướng OA. Tìm tọa độ tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC.A. 3
0 6
G ;a
. B. 3
0 4
G ;a
. C. 3
6 0 Ga ;
. D. 3
4 0 Ga ;
. Lời giải
Chọn A
Tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác đều trùng với trọng tâm 3
0 6
G ;a
NHÓM SOẠN CHUYÊN ĐỀ KHỐI 10 11 Câu 13. Trong hệ trục tọa độ
O,i, j
, cho hình thoi ABCD tâm O có AC8, BD6. Biết OC và icùng hướng, OB và j cùng hướng. Tính tọa độ trọng tâm tam giác ABC A. G
0;1 . B. G
1;0
. C. 1; 02
. D. 3
0;2
. Lời giải
Chọn A
Ta có A 4 0; ,C 4 0; ,B 0 3; ,D 0 3; G 0 1; .
Dạng 3: Xác định tọa độ điểm, vectơ liên quan đến biểu thức dạng uv, uv, k u
{các bài toán tìm tâm I, bán kính R, xác định xem một phương trình có phải là phương trình mặt cầu hay không, tìm điều kiện (có chứa tham số m) để một phương trình là phương trình mặt cầu, các bài toán về họ mặt cầu, bài toán quỹ tích….}
PHẦN 1: CÁC VÍ DỤ
Ví dụ 1. Trong không gian Oxy, cho hai vectơ a
1;3 , b
3; 4
. Tìm tọa độ vectơ a b ? Lời giảiTa có a b
1 3;3
4
2;7
.Ví dụ 2. Cho a
x; 2 ,b
5;1 ,
c
x;7 . Tìm x để Vec tơ c2a3b. Lời giảiTa có x2.x3.
5 x 15.Ví dụ 3. Cho hai điểm A
1;0 và B
0; 2
.Tọa độ điểm D sao cho AD 3AB là:Lời giải
Ta có
1 3 0 1
0 3 2 0
D D
x y
4 6
D D
x y
D
4;6 .Ví dụ 4. Trong mặt phẳng Oxy, cho các điểm A
1;3 ,B 4;0 . Tọa độ điểm M thỏa 3AMAB0 là Lời giảiTa có:
3 1 4 1 0 0
3 0 0; 4
3 3 0 3 0 4
M M
M M
x x
AM AB M
y y
.
NHÓM SOẠN CHUYÊN ĐỀ KHỐI 10 12 Ví dụ 5. Trong mặt phẳng Oxy, cho các điểm A
3;3 ,
B 1;4 ,C 2; 5
. Tọa độ điểm M thỏa mãn2MA BC 4CM là:
Lời giải
Ta có:
1
2 3 2 1 4 2 6 1 5
2 4 ;
5 6 6
2 3 5 4 4 5
6
M M M
M M
M
x x x
MA BC CM M
y y
y
.
PHẦN 2: CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
Câu 1. [0H1-5.3-1] Cho a
1; 2
, b
5; 7
Tìm tọa độ của a b .A.
6; 9
B.
4; 5
C.
6; 9
D.
5; 14
.Lời giải Chọn C
Ta có a b
1 5; 2
7
6; 9
.Câu 2. [0H1-5.3-1] Cho a
3; 4 ,
b
1; 2
Tìm tọa độ của a b .A.
4; 6
B.
2; 2
C.
4; 6
D.
3; 8
Lời giải Chọn B
Ta có a b
3
1 ; 4 2
2; 2
.Câu 3. [0H1-5.3-1] Trong hệ trục tọa độ
O i; ; j
tọa độ i j là:A.
0; 1 . B. (1; 1) C. ( 1; 1) D. (1; 1)Lời giải Chọn D
Ta có i
1; 0 , j
0; 1 i j
1; 1Câu 4. [0H1-5.3-1]Trong mặt phẳng Oxy cho a
1;3
, b
5; 7
. Tọa độ vectơ 3a2b là:A.
6; 19
. B.
13; 29
. C.
6;10
. D.
13; 23
.Lời giải
NHÓM SOẠN CHUYÊN ĐỀ KHỐI 10 13 Chọn D
1;3 3 3;9
3 13; 23
5; 7 2 10; 14
2b
a a
b
a b
.
Câu 5: [0H1-5.3-1] Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho a
1; 2 ,b
3; 4 . Tọa độ c4a b làA. c
1; 4
. B. c
4; 1 . C. c
1; 4 . D. c
1; 4
.Lời giải Chọn C.
Ta có: c4a2b4 1; 2
3; 4 1; 4 .Câu 6: [0H1-5.3-1] Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho a
2; 1 ,b
3; 2
và c2a3b. Tọa độ của vectơ c làA.
13; 4
. B.
13; 4 .
C.
13; 4
. D.
13;4
.Lời giải Chọn A.
Ta có: c2a3b2 2;1
3 3; 2
13; 4
.Câu 7: [0H1-5.3-1] Cho a
2;7 , b
3;5
. Tọa độ của véctơ a b là.A.
5; 2 . B.
1;2
. C.
5; 2
. D.
5; 2
.Lời giải.
Chọn A.
Ta có: a b
2;7 3;5
5; 2 .Câu 8: [0H1-5.3-1] Cho a
3; 4
, b
1; 2
. Tọa độ của véctơ a2b làA.
4;6
. B.
4; 6
. C.
1;0 . D.
0;1 .Lời giải.
Chọn C.
3; 4
1; 2 2 2; 4
a
b b
2 1;0
a b
.
Câu 9: [0H1-5.3-1] Trong hệ trục
O i j, ,
, tọa độ của i j làA.
0;1 . B.
1;1 . C.
1; 1
. D.
1;1
.Lời giải.
NHÓM SOẠN CHUYÊN ĐỀ KHỐI 10 14 Chọn C.
Ta có :
1;0
1; 1
0;1 i
i j j
.
Câu 10: [0H1-5.3-1] Cho a
1; 2 và b
3; 4 với c4a b thì tọa độ của c là:A. c
1; 4
. B. c
4; 1
. C. c
1; 4 . D. c
1; 4
.Lời giải.
Chọn C.
Ta có: c4a2b4 1; 2
3; 4 1; 4 .Câu 11: [0H1-5.3-1] Cho a
1; 5 , b
2; 1
. Tính c3a2b.A. c
7; 13
. B. c
1; 17
. C. c
1; 17
. D. c
1; 16
.Lời giải Chọn B
Ta có
1; 5 3 3; 15
3 2 1; 17
2; 1 2 4; 2
a a
c a b
b b
.
Câu 12: [0H1-5.3-1] Cho a2i3j và b i 2j. Tìm tọa độ của c a b.
A. c
1 ; 1
. B. c
3 ; 5
. C. c
3 ; 5
. D. c
2 ; 7
.Lời giải Chọn B
2 3
2
3 5
3 ; 5
c a b i j i j i j c .
Câu 13: [0H1-5.3-1] Cho hai vectơ a
1; 4
; b
6;15
. Tìm tọa độ vectơ u biết u a b A.
7;19 .
B.
–7;19 .
C.
7; –19 .
D.
–7; –19 .
Lời giải Chọn B
Ta có u a b u b a
7;19
.Câu 14: [0H1-5.3-1] Tìm tọa độ vectơ u biết u b 0, b
2; –3
.A.
2; –3 .
B.
–2; –3 .
C.
–2;3
. D.
2; 3 .Lời giải
NHÓM SOẠN CHUYÊN ĐỀ KHỐI 10 15 Chọn C
Ta có u b 0 u b
2;3
.Câu 15. [0H1-5.3-2] Trong hệ tọa độ Oxy, cho A
2; 5 ,
B 1; 1 , C 3; 3
. Tìm tọa độ đỉểm E sao cho3 2
AE AB AC
A.
3; 3
. B.
3; 3
. C.
3; 3
. D.
2; 3
.Lời giải Chọn C
Gọi E x y
;
.Ta có AE3AB2AC AEAB2
ABAC
BE2CB
1; 1
2 2; 2
1 4 31 4 3
x x
x y
y y
Vậy E
3; 3
.Câu 16. [0H1-5.3-2] Cho a
2; 4
, b
5; 3
. Tìm tọa độ của u2a bA. u
7; 7
. B. u
9; 11
C. u
9; 5
. D. u
1; 5
.Lời giải Chọn B
Ta có u2 2; 4
5; 3
9; 11
.Câu 17: [0H1-5.3-2] Cho 3 điểm A
–4;0 ,
B –5;0 ,
C 3;0 . Tìm điểm M trên trục Ox sao cho 0MAMBMC .
A.
–2;0 .
B.
2; 0 . C.
–4;0 .
D.
–5;0
.Lời giải Chọn A
Ta có MOx nên M x
;0 . Do MAMBMC 0 nên 4 5 3 3 2 x .
Câu 18: [0H1-5.3-2] Trong hệ trục
O i j, ,
cho 2 vectơ a
3 ; 2
, b i 5j. Mệnh đề nào sau đây sai ?A. a3i2j. B. b
1; 5
. C. a b
2 ; 7
. D. a b
2 ;3
.Lời giải Chọn D
NHÓM SOẠN CHUYÊN ĐỀ KHỐI 10 16
3 ; 2 ,
1 ; 5
4 ; 3
a b a b .
Câu 19: [0H1-5.3-2] Cho u2i3j, v 5i j. Gọi
X Y;
là tọa độ của w2u3v thì tích XY bằng:A. 57. B. 57. C. 63. D. 63 .
Lời giải Chọn A
2 3 2 2 3 3 5 19 3
w u v i j i j i j. X 19,Y 3 XY 57.
Dạng 4: Xác định tọa độ các điểm của một hình