Google
Câu hỏi: Lập phương trình đường tròn tiếp xúc với hai trục tọa độ \(Ox, Oy\) và đi qua điểm \(M(2 ; 1).\)
Phương pháp giải
Đường tròn tiếp xúc với hai trục tọa độ nên tâm \(I\) của nó phải cách đều hai trục tọa độ.
Đường tròn này lại đi qua điểm \(M(2 ; 1)\), mà điểm \(M\) này lại là góc phần tư thứ nhất nên tọa độ của tâm \(I\) phải là số dương: \(x_I=y_I>0.\)
Lời giải chi tiết
Gọi đường tròn cần tìm là (C) có tâm \(I(a; b)\) và bán kính bằng R.
(C) tiếp xúc với Ox ⇒ R = d(I; Ox) = |b|
(C) tiếp xúc với Oy ⇒ R = d(I; Oy) = |a|
⇒ |a| = |b|
⇒ a = b hoặc a = –b.
Mà (C) đi qua \(M(2; 1)\) thuộc góc phần tư thứ nhất nên đường tròn nằm hoàn toàn ở góc phần tư thứ nhất hay \(a=b>0\)
Do đó \(R = \left| a \right| = \left| b \right| = a\), phương trình đường tròn cần tìm có dạng:
\({\left( {x{\rm{ }} - {\rm{ }}a} \right)^2} + {\left({y{\rm{ }}-{\rm{ }}a} \right)^2} = {a^2}{\rm{ }}\)
\(M(2; 1)\) thuộc đường tròn nên ta có:
\({\left( {2{\rm{ }} - {\rm{ }}a} \right)^2} + {\left({1{\rm{ }}-{\rm{ }}a} \right)^2} = {a^2}{\rm{ }}\)
\({a^2} - 6a + 5 = 0 \Leftrightarrow \left[ \matrix{
a = 1 \hfill \cr
a = 5 \hfill \cr} \right.(TM)\)
Từ đây ta được hai đường tròn thỏa mãn điều kiện
+) Với \(a = 1\) \( \Rightarrow {\left( {x{\rm{ }} - {\rm{ }}1{\rm{ }}} \right)^2} + {\rm{ }}{\left({y{\rm{ }}-{\rm{ }}1} \right)^2}{\rm{ }} = {\rm{ }}1 ({C_1})\)
+) Với \(a = 5\) \(\Rightarrow {\left( {x - 5{\rm{ }}} \right)^2} + {\rm{ }}{\left({y - 5} \right)^2}{\rm{ }} = {\rm{ 25}} ({C_2})\)
Đường tròn tiếp xúc với hai trục tọa độ nên tâm \(I\) của nó phải cách đều hai trục tọa độ.
Đường tròn này lại đi qua điểm \(M(2 ; 1)\), mà điểm \(M\) này lại là góc phần tư thứ nhất nên tọa độ của tâm \(I\) phải là số dương: \(x_I=y_I>0.\)
Lời giải chi tiết
Gọi đường tròn cần tìm là (C) có tâm \(I(a; b)\) và bán kính bằng R.
(C) tiếp xúc với Ox ⇒ R = d(I; Ox) = |b|
(C) tiếp xúc với Oy ⇒ R = d(I; Oy) = |a|
⇒ |a| = |b|
⇒ a = b hoặc a = –b.
Mà (C) đi qua \(M(2; 1)\) thuộc góc phần tư thứ nhất nên đường tròn nằm hoàn toàn ở góc phần tư thứ nhất hay \(a=b>0\)
Do đó \(R = \left| a \right| = \left| b \right| = a\), phương trình đường tròn cần tìm có dạng:
\({\left( {x{\rm{ }} - {\rm{ }}a} \right)^2} + {\left({y{\rm{ }}-{\rm{ }}a} \right)^2} = {a^2}{\rm{ }}\)
\(M(2; 1)\) thuộc đường tròn nên ta có:
\({\left( {2{\rm{ }} - {\rm{ }}a} \right)^2} + {\left({1{\rm{ }}-{\rm{ }}a} \right)^2} = {a^2}{\rm{ }}\)
\({a^2} - 6a + 5 = 0 \Leftrightarrow \left[ \matrix{
a = 1 \hfill \cr
a = 5 \hfill \cr} \right.(TM)\)
Từ đây ta được hai đường tròn thỏa mãn điều kiện
+) Với \(a = 1\) \( \Rightarrow {\left( {x{\rm{ }} - {\rm{ }}1{\rm{ }}} \right)^2} + {\rm{ }}{\left({y{\rm{ }}-{\rm{ }}1} \right)^2}{\rm{ }} = {\rm{ }}1 ({C_1})\)
+) Với \(a = 5\) \(\Rightarrow {\left( {x - 5{\rm{ }}} \right)^2} + {\rm{ }}{\left({y - 5} \right)^2}{\rm{ }} = {\rm{ 25}} ({C_2})\)