Tìm m để khoảng cách từ gốc tọa độ O đến đường thẳng y=(m-2)x +2 lớn nhất

Phương pháp giải:

- Đưa hàm số về dạng phương trình bậc nhất ẩn \[m\]: \[Am + B = 0\], tìm điều kiện để phương trình nghiệm đúng \[A = B = 0\], từ đó xác định điểm cố định \[M\] mà đường thẳng \[d\] đi qua.

- Sử dụng định lí đường vuông góc và đường xiên, chứng minh \[d\left[ {O;d} \right] \le OM\]. Dấu “=” xảy ra \[ \Leftrightarrow OM \bot d\].

Lời giải chi tiết:

Ta có:

\[\begin{array}{l}\,\,\,\,\,y = \left[ {m - 1} \right]x + 4m\\ \Leftrightarrow mx - x + 4m - y = 0\\ \Leftrightarrow \left[ {x - 4} \right]m - x - y = 0\end{array}\]

Phương trình trên đúng với mọi \[m\] khi và chỉ khi \[\left\{ \begin{array}{l}x - 4 = 0\\ - x - y = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 4\\y =  - 4\end{array} \right.\].

\[ \Rightarrow \] Đường thẳng \[\left[ d \right]\] đi qua điểm \[M\left[ {4; - 4} \right]\,\,\forall m\].

Gọi \[H\] là hình chiếu vuông góc của \[O\] lên đường thẳng \[d\], ta có \[d\left[ {O;d} \right] = OH \le OM\] [quan hệ vuông góc giữa đường kính và dây cung].

Do đó khoảng cách từ \[O\] đến đường thẳng \[d\] đạt GTLN khi và chỉ khi

\[d\left[ {O;d} \right] = OM = \sqrt {{{\left[ {4 - 0} \right]}^2} + {{\left[ { - 4 - 0} \right]}^2}}  = 4\sqrt 2 \].

Chọn C.

Đáp án:

           a.      $M[0; 2]$
           b.      $m = 2 + \sqrt{3}$ 

                    $m = 2 - \sqrt{3}$

           c.      $m= 2$

Giải thích các bước giải:

 a. Giả sử M là điểm cố định của họ đường thẳng $y = [m - 2]x + 2$. Khi đó đường thẳng luôn đi qua điểm M với mọi giá trị của m. Xét $m = 2$, ta có: $y = 2$

Vậy đường thẳng luôn đi qua điểm có tung độ bằng 2. 

Xét $m = 1$, ta có:

 $2 = [1 - 2].x + 2 \to - x + 2 = 2 \to x = 0$ 

Vậy đường thẳng đã cho luôn đi qu điểm 

             $M[0; 2]$ 

b. Giao điểm của đường thẳng với hai trục toạ độ: 

- Khi $x = 0 \to y = 2$. Do đó nó cắt trục tung tại điểm $M[0; 2]$ 

- Khi $y = 0 \to [m - 2].x + 2 = 0$ 

  $\to [m - 2].x = - 2 \to x = \dfrac{- 2}{m - 2}$ 

Vậy đường thẳng cắt trục hoành tại điểm 

 $N[\dfrac{- 2}{m - 2}; 0]$ 

Gọi H là chân đường vuông góc ket từ O đến đường thẳng đã cho. Ta có: 

     $\dfrac{1}{OH^2} = \dfrac{1}{OM^2} + \dfrac{1}{ON^2}$

Hay: 

$\dfrac{1}{1^2} = \dfrac{1}{2^2} + \dfrac{1}{[\dfrac{- 2}{m - 1}]^2}$ 

Suy ra: 

$\dfrac{[m - 2]^2}{4} + \dfrac{1}{4} = 1$ 

$\to \dfrac{[m - 2]^2 + 1}{4} = 1$ 

$\to [m - 2]^2 = 3$ 

*] $m - 2 = \sqrt{3} \to m = 2 + \sqrt{3}$

*] $m - 2 = - \sqrt{3} \to m = 2 - \sqrt{3}$

c. Tương tự như trên, gọi H là chân đường vuông góc kẻ từ O đến đường thẳng $d$. Ta có: 

       $\dfrac{1}{OH^2} = \dfrac{[m - 2]^2 + 1}{4}$ 

Do đó, $OH^2 = \dfrac{4}{[m - 2]^2 + 1}$ 

OH lớn nhất khi $OH^2$ lớn nhất, khi đó: $[m - 2]^2 + 1$ nhỏ nhất

Vì: $[m - 2]^2 + 1 \geq 1 \to [m - 2]^2 + 1$ nhỏ nhất khi $m - 2] = 0 \to m = 2$

Đáp án:

           a.      $M[0; 2]$
           b.      $m = 2 + \sqrt{3}$ 

                    $m = 2 - \sqrt{3}$

           c.      $m= 2$

Giải thích các bước giải:

 a. Giả sử M là điểm cố định của họ đường thẳng $y = [m - 2]x + 2$. Khi đó đường thẳng luôn đi qua điểm M với mọi giá trị của m. Xét $m = 2$, ta có: $y = 2$

Vậy đường thẳng luôn đi qua điểm có tung độ bằng 2. 

Xét $m = 1$, ta có:

 $2 = [1 - 2].x + 2 \to - x + 2 = 2 \to x = 0$ 

Vậy đường thẳng đã cho luôn đi qu điểm 

             $M[0; 2]$ 

b. Giao điểm của đường thẳng với hai trục toạ độ: 

- Khi $x = 0 \to y = 2$. Do đó nó cắt trục tung tại điểm $M[0; 2]$ 

- Khi $y = 0 \to [m - 2].x + 2 = 0$ 

  $\to [m - 2].x = - 2 \to x = \dfrac{- 2}{m - 2}$ 

Vậy đường thẳng cắt trục hoành tại điểm 

 $N[\dfrac{- 2}{m - 2}; 0]$ 

Gọi H là chân đường vuông góc ket từ O đến đường thẳng đã cho. Ta có: 

     $\dfrac{1}{OH^2} = \dfrac{1}{OM^2} + \dfrac{1}{ON^2}$

Hay: 

$\dfrac{1}{1^2} = \dfrac{1}{2^2} + \dfrac{1}{[\dfrac{- 2}{m - 1}]^2}$ 

Suy ra: 

$\dfrac{[m - 2]^2}{4} + \dfrac{1}{4} = 1$ 

$\to \dfrac{[m - 2]^2 + 1}{4} = 1$ 

$\to [m - 2]^2 = 3$ 

*] $m - 2 = \sqrt{3} \to m = 2 + \sqrt{3}$

*] $m - 2 = - \sqrt{3} \to m = 2 - \sqrt{3}$

c. Tương tự như trên, gọi H là chân đường vuông góc kẻ từ O đến đường thẳng $d$. Ta có: 

       $\dfrac{1}{OH^2} = \dfrac{[m - 2]^2 + 1}{4}$ 

Do đó, $OH^2 = \dfrac{4}{[m - 2]^2 + 1}$ 

OH lớn nhất khi $OH^2$ lớn nhất, khi đó: $[m - 2]^2 + 1$ nhỏ nhất

Vì: $[m - 2]^2 + 1 \geq 1 \to [m - 2]^2 + 1$ nhỏ nhất khi $m - 2] = 0 \to m = 2$

Với m = 2, [d] có phương trình y = 2. Khoảng cách từ gốc O tới d là 2.

Với \[m\ne2\]:

OxydABH

Từ O, kẻ OH vuông góc với đường thẳng [d] : y = [m - 2]x + 2 [H thuộc d]

Gọi A, B là giao điểm của d với Oy và Ox. Ta tìm tọa độ của A và B.

Với x = 0 \[\Rightarrow y=2\Rightarrow A\left[0;2\right]\Rightarrow OA=2.\]

Với \[y=0\Rightarrow x=\frac{2}{2-m}\Rightarrow B\left[\frac{2}{2-m};0\right]\Rightarrow OB=\left|\frac{2}{2-m}\right|\]

Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông \[\frac{1}{OH^2}=\frac{1}{0A^2}+\frac{1}{OB^2}\Rightarrow\frac{1}{OH^2}=\frac{1}{4}+\frac{\left[2-m\right]^2}{4}=\frac{1+\left[2-m\right]^2}{4}\]

\[\Rightarrow OH=\frac{2}{\sqrt{1+\left[2-m\right]^2}}\]

Do \[m\ne2\]  nên \[\sqrt{1+\left[2-m\right]^2}>1\Rightarrow OH< 2.\] 

Vậy kết hợp cả hai trường hợp ta có max OH = 2 khi m = 2.

Vậy khoảng cách lớn nhất từ gốc tọa độ tới [d] là 2, khi m = 2.

  • lý thuyết
  • trắc nghiệm
  • hỏi đáp
  • bài tập sgk

Cho đường thẳng: y = [m - 2]x +2 [d].Tìm giá trị của m để khoảng cách từ gốc tọa dộ đến đường thẳng d bằng 1

Các câu hỏi tương tự

Cho hàm số y = [ m - 1 ] x + m + 3 có đồ thị là đường thẳng [ d ] .

1] Vẽ đồ thị hàm số với m = 1/2

2] Tìm m để hàm số đã cho là hàm số bậc nhất đồng biển , nghịch biển .

3] Tìm m để đồ thị hàm số đi qua điểm A [ 2 ; 5 ] .

4] Tìm m để đường thẳng [ d ] hợp với trục hoành một góc 60° , 150° .

5] Tìm m để đường thẳng [ d ] Có hệ số góc bằng 45 .

6] Tìm m để đường thẳng [ d ] song song với đường thẳng [ d1 ] : y = 2x + 1 .

7] Tìm m để đường thẳng [ d ] vuông góc với đường thẳng [ d2 ] : y = 5x - 7 .

8] Tìm m để đường thẳng [ d ] cắt đường thẳng [ d3 ] : y = 5x - 2 tại điểm có hoành độ bằng - 2 .

9] Tìm m để đường thẳng [ d ] cắt đường thẳng [ d4 ] : y = x - 7 tại điểm có tung độ bằng 1/2.

10] Gọi A lần lượt là giao điểm của đường thẳng [ d ] với trục hoành , trục tung . Tìm m để tam giác AOE có diện tích bằng 16 .

11] Tìm m để khoảng cách từ gốc tọa độ đến đường thẳng [ d ] bằng 1/căn 10

12] Cho các đường thẳng : [ d5 ] : y = 3x - 1 và [ d6 ] : y = - x + 5 . Tìm giá trị của m để ba đường thẳng [ đ ] [ d5 ] , [ d6 ] đồng quy tại một điểm .

13] Tìm giá trị của m để đường thẳng [ d ] và đường thẳng [ d7 ] : y = 2x + 1 cắt nhau tại một điểm

a] nằm trên trục hoành ; b] nằm trên trục tung ; c] nằm bên phải trực tung ; d] nằm bên trái trục tung ; e] nằm phía trên trục hoành ; f] nằm phía dưới trục hoành ; g] thuộc góc phần tư thứ [ I ] , thứ [ II ] , thứ [ 111 ] , thứ [ IV ] .

14] Chứng minh đường thẳng [ d ] luôn đi qua một điểm cố định .

15] Tìm m để khoảng cách từ gốc tọa độ đến đường thẳng [ d ] lớn nhất , nhỏ nhất .

16 ] Tìm m để khoảng cách từ điểm M [ 2 ; - 3 ] đến đường thẳng [ d ] lớn nhất , nhỏ nhất .

17 ] Tìm m để đường thẳng [ d ] tiếp xúc với đường tròn có tâm là gốc tọa độ , bản kinh bằng căn 5 tại điểm M [ 1 ; 2 ] .

Cho đường thẳng [d] có phương trình y =[m-2]x+2

a, Tìm m để khoảng cách từ gốc tọa độ đến đt [d] =1

b, Tìm m để khoảng cách từ gốc tọa độ đến [d] lớn nhất

Video liên quan

Chủ Đề