Viết phương trình đường tròn có tâm thuộc trục Ox đi qua điểm A và tiếp xúc với đường thẳng d

Đường tròn [[ C ] ] có tâm [I ] thuộc đường thẳng d:x + 3y + 8 = 0, đi qua điểm [A[ [ - 2;1] ] ] và tiếp xúc với đường thẳng Delta : ,3x - 4y + 10 = 0. Phương trình của đường tròn [[ C ] ] là:


Câu 56733 Vận dụng

Đường tròn \[\left[ C \right]\] có tâm \[I\] thuộc đường thẳng $d:x + 3y + 8 = 0$, đi qua điểm \[A\left[ { - 2;1} \right]\] và tiếp xúc với đường thẳng $\Delta :\,3x - 4y + 10 = 0$. Phương trình của đường tròn \[\left[ C \right]\] là:


Đáp án đúng: d


Phương pháp giải

Nhận xét \[A \in \Delta \] nên \[\Delta \] là tiếp tuyến của đường tròn tại \[A\] hay đường thẳng \[AI\] vuông góc với \[\Delta \] .

- Viết phương trình \[AI\].

- Tìm tọa độ \[I = AI \cap d\].

- Tính bán kính \[IA\] và viết phương trình.

Vị trí tương đối của đường thẳng với đường tròn --- Xem chi tiết

...

Khi đó bán kính \[R = d [I, \Delta ]\]

Ví dụ 1: Lập phương trình đường tròn [C] có tâm I[-1,2] tiếp xúc với đường thẳng  \[\Delta\] x – 2y + 7 = 0

Giải: Ta có \[d[I,\Delta]=\frac{|-1-4-7|}{\sqrt{5}}\]

Phương trình đường tròn [C] có dạng \[[x+1]^2+[y-2]^2=\frac{4}{5}\]

Dạng 2: Đường tròn [C] đi qua hai điểm A, B và tiếp xúc với đường thẳng \[\Delta\]

  • Viết phương trình đường trung trực d của đoạn AB
  • Tâm I của [C] thỏa mãn \[\left\{\begin{matrix} I \epsilon d & \\ d[I, \Delta ] = IA & \end{matrix}\right.\]
  • Bán kính R = IA

Ví dụ 2: Cho điểm A[-1;0], B[1;2] và đường thẳng [d]: x – y – 1 = 0. Lập phương trình đường tròn đi qua 2 điểm A, B và tiếp xúc với đường thẳng d.

Giải: Gọi I[x,y] là tâm của đường tròn cần tìm. Từ điều kiện đề bài ta có:

IA = IB = r \[\Leftrightarrow\]  \[[x+1]^2+y^2= [x-1]^2+[y-2]^2\] [1]

IA = d[I,d] \[\Leftrightarrow\] \[\sqrt{[x+1]^2+y^2}=\frac{|x-1-y|}{\sqrt{2}}\] [2]

Giải hệ gồm 2 phương trình [1] và [2] ta được x = 0, y = 1

Vậy I[0,1] IA = r = \[\sqrt{2}\]

Phương trình đường tròn [C] có dạng \[x^2+[y-1]^2 = 2\]

Dạng 3: Đường tròn [C] đi qua điểm A và tiếp xúc với đường thẳng \[\Delta\] tại điểm B.

  • Viết phương trình đường trung trực d của đoạn AB
  • Viết phương trình đường thẳng \[\Delta ‘\] đi qua B và \[\perp \Delta\]
  • Xác định tâm I là giao điểm của d và \[\Delta ‘\]
  • Bán kính R = IA

Ví dụ 3: Viết phương trình đường tròn [C] tiếp xúc với trục hoành tại A[6,0] và đi qua điểm B[9,9]

Giải: Gọi I[a,b] là tâm đường tròn [C]

Vì [C] tiếp xúc với trục hoành tại A[6;0] nên \[I \epsilon d: x = 6\]

Mặt khác B nằm trên đường tròn [C] nên I sẽ nằm trên trung trực của AB

Ta có phương trình trung trực AB: x + 3y – 21 = 0

Thay x = 6 => y = 5
Suy ra ta tìm được tọa độ điểm I[6;5], R = 5

Vậy phương trình đường tròn [C]: \[[x-6]^{2} + [y – 5]^{2} = 25\]

>> Xem thêm: Phương trình tiếp tuyến của đường tròn và các dạng bài tập – Toán học 12

Phương trình đường tròn tiếp xúc với 2 đường thẳng

Dạng 1: Đường tròn [C] đi qua điểm A và tiếp xúc với hai đường thẳng \[\Delta _{1}, \Delta _{2}\]

  • Tâm I của [C] thỏa mãn: \[\left\{\begin{matrix} d[I,\Delta _{1}] = d[I,\Delta _{2}]& \\ d[I,\Delta _{1}] = IA & \end{matrix}\right.\]
  • Bán kính R = IA

Ví dụ 4: Viết phương trình đường tròn tiếp xúc với hai đường thẳng 7x – 7y – 5 = 0 và x + y + 13 = 0. Biết đường tròn tiếp xúc với một trong hai đường thẳng tại M [1,2].

Giải: Gọi I[x,y] là tâm đường tròn cần tìm. Ta có khoảng cách từ I đến 2 tiếp điểm bằng nhau nên \[\frac{|7x-7y-5|}{\sqrt{5}} = \frac{\left | x + y + 13 \right |}{\sqrt{1}}\] [1]

và \[\frac{|x+y+13|}{\sqrt{2}}=\sqrt{[1-x]^2+[2-y]^2}\] [2]

Giải hệ gồm 2 phương trình [1] và [2] ta được

  • TH1: x = 29, y = – 2 => R = IM = \[20\sqrt{2}\]

Phương trình đường tròn có dạng \[[x-29]^2+[y+2]^2=800\]

  • TH2: x = – 6, y = 3 => R = \[5\sqrt{2}\]

Phương trình đường tròn có dạng \[[x+6]^2+[y-2]^2=50\]

Dạng 2: Đường tròn [C] tiếp xúc với hai đường thẳng \[\Delta _{1}, \Delta _{2}\] và có tâm nằm trên đường thẳng d.

  • Tâm I của [C] thỏa mãn \[\left\{\begin{matrix} d[I,\Delta _{1}] = d[I,\Delta _{2}]& \\ I\epsilon d & \end{matrix}\right.\]
  • Bán kính \[R = d[I,\Delta _{1}]\]

Ví dụ 5: Viết phương trình đường tròn đi qua A[2,-1] và tiếp xúc với hai trục tọa độ

Giải: Gọi I[a,b] là tâm của đường tròn [C]

Do [C] tiếp xúc với 2 trục tọa độ nên I cách đều 2 trục tọa độ. Suy ra: |a| = |b|

Nhận xét: Do đường tròn tiếp xúc với 2 trục tọa độ nên cả hình tròn nằm trong 1 trong 4 góc của hệ trục, lại có A[2, -1] thuộc phần tư thứ IV

=> Tâm I thuộc phần tư thứ IV => a > 0, b < 0

Như vậy tọa độ tâm là I[a, -a], bán kính R = a, với a > 0

Ta có phương trình đường tròn [C] có dạng \[[x-a]^2 + [y+a]^2 = a^2\]

Do A [-2;1] thuộc đường tròn [C] nên thay tọa độ của A vào phương trình [C] ta được: \[[2-a]^2 + [1+a]^2 = a^2\]

Giải phương trình ta được a = 1 hoặc a=5

  • Với a = 1 ta có phương trình [C] \[[x-1]^2 + [y+1]^2 = 1\]
  • Với a = 5 ta có phương trình [C] \[[x-5]^2 + [y+5]^2 = 5^2\]

Trên đây là bài viết tổng hợp kiến thức viết phương trình đường tròn tiếp xúc với đường thẳng. Nếu có băn khoăn, thắc mắc hay góp ý xây dựng bài viết các bạn để lại bình luận bên dưới nha. Cảm ơn bạn, thấy hay thì đừng quên chia sẻ nhé 0 ].

Do đó [C] có phương trình là: \[{\left[ {x – a} \right]^2} + {\left[ {y – a} \right]^2} = {a^2}\]

Vì \[M[2;1]\in[C]\] nên 

\[\eqalign{ & {\left[ {2 – a} \right]^2} + {\left[ {1 – a} \right]^2} = {a^2} \Leftrightarrow {a^2} – 6a + 5 = 0\,\,[C] \cr & \Leftrightarrow \left[ \matrix{ a = 1 \hfill \cr

a = 5 \hfill \cr} \right. \cr} \]

+] Với \[a =1\] ta có [C]: \[{\left[ {x – 1} \right]^2} + {\left[ {y – 1} \right]^2} = 1.\]

+] Với \[a=5\] ta có \[[C]:{\left[ {x – 5} \right]^2} + {\left[ {y – 5} \right]^2} = 25.\]

b] Phương trình đường thẳng Ox: \[y = 0\].

Giả sử: \[I [a; b]\] là tâm của đường tròn cần tìm.

Quảng cáo

Ta có: \[R = d\left[ {I;{\rm{Ox}}} \right] = |b|\]

Phương trình đường tròn có dạng

\[[C]:{\left[ {x – a} \right]^2} + {\left[ {y – b} \right]^2} = {b^2}\]

Vì \[\left[ {1;1} \right] \in [C]\] và \[\left[ {1;4} \right] \in [C]\]  nên ta có hệ: 

\[\left\{ \matrix{ {\left[ {1 – a} \right]^2} + {\left[ {1 – b} \right]^2} = {b^2}\,\,\,[\,1\,] \hfill \cr

{\left[ {1 – a} \right]^2} + {\left[ {4 – b} \right]^2} = {b^2}\,\,\,[2] \hfill \cr} \right.\]

Từ hệ trên ta suy ra: \[{\left[ {1 – b} \right]^2} = {\left[ {4 – b} \right]^2}\]\[\Leftrightarrow b = {5 \over 2}.\]

Thay \[b = {5 \over 2}\] vào [1] ta được: \[a = 3, a = -1\]

Vậy có hai phương trình đường tròn thỏa mãn yêu cầu bài toán

\[{\left[ {x – 3} \right]^2} + {\left[ {y – {5 \over 3}} \right]^2} = {{25} \over 4};\]

\[{\left[ {x + 1} \right]^2} + {\left[ {y – {5 \over 2}} \right]^2} = {{25} \over 4}.\]

Video liên quan

Chủ Đề