Trong mặt phẳng toạ độ Oxy cho ba điểm A(1; 2), B(3; 4) và C(2; –1). Chứng minh rằng A, B, C là ba đỉnh của một tam giác. Tìm toạ độ trọng tâm của tam giác đó.

Câu hỏi:

Trong mặt phẳng toạ độ Oxy cho ba điểm A(1; 2), B(3; 4) và C(2; –1).
Chứng minh rằng A, B, C là ba đỉnh của một tam giác. Tìm toạ độ trọng tâm của tam giác đó.

Trả lời:

Lời giải
Với ba điểm A(1; 2), B(3; 4) và C(2; –1) ta có:
+) \(\overrightarrow {AB} = \left( {2;2} \right)\)
+) \(\overrightarrow {AC} = \left( {1; – 3} \right)\)
Do \(\frac{2}{1} \ne \frac{2}{{ – 3}}\)nên hai vectơ \(\overrightarrow {AB} \) và \(\overrightarrow {AC} \) không cùng phương
Do đó ba điểm A, B, C không thẳng hàng nên tạo thành một tam giác.
Gọi G(x; y) là tọa độ trọng tâm của tam giác ABC
\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = \frac{{1 + 3 + 2}}{3} = 2\\y = \frac{{2 + 4 + \left( { – 1} \right)}}{3} = \frac{5}{3}\end{array} \right.\) \( \Rightarrow G\left( {2;\frac{5}{3}} \right)\)
Vậy \(G\left( {2;\frac{5}{3}} \right).\)

====== **** mời các bạn xem câu tiếp bên dưới **** =====

1. Trong mặt phẳng toạ độ Oxy cho ba điểm M(4; 0), N(5; 2) và P(2, 3). Tìm toạ độ các đỉnh của tam giác ABC, biết M, N, P theo thứ tự là trung điểm cạnh BC, CA, AB.
   
   

   Câu hỏi:
   

   Trong mặt phẳng toạ độ Oxy cho ba điểm M(4; 0), N(5; 2) và P(2, 3). Tìm toạ độ các đỉnh của tam giác ABC, biết M, N, P theo thứ tự là trung điểm cạnh BC, CA, AB.

   Trả lời:

   Lời giải
   Cách 1:
   Gọi A(x_A; y_A); B(x_B; y_B) và C(x_C; y_C) là tọa độ ba đỉnh của tam giác ABC.
   Ta có:
   +) M(4; 0) là trung điểm của BC nên \(\left\{ \begin{array}{l}4 = \frac{{{x_B} + {x_C}}}{2}\\0 = \frac{{{y_B} + {y_C}}}{2}\end{array} \right.\)
   \( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_B} + {x_C} = 8\\{y_B} + {y_C} = 0\end{array} \right.\)(1)
   +) N(5; 2) là trung điểm của CA nên \(\left\{ \begin{array}{l}5 = \frac{{{x_A} + {x_C}}}{2}\\2 = \frac{{{y_A} + {y_C}}}{2}\end{array} \right.\)
   \( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_A} + {x_C} = 10\\{y_A} + {y_C} = 4\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_C} = 10 – {x_A}\\{y_C} = 4 – {y_A}\end{array} \right.\)(2)
   +) P(2; 3) là trung điểm của AB nên \(\left\{ \begin{array}{l}2 = \frac{{{x_A} + {x_B}}}{2}\\3 = \frac{{{y_A} + {y_B}}}{2}\end{array} \right.\)
   \( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_A} + {x_B} = 4\\{y_A} + {y_B} = 6\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_B} = 4 – {x_A}\\{y_B} = 6 – {y_A}\end{array} \right.\)(3)
   Thay (2) và (3) vào (1) ta được:
   \(\left\{ \begin{array}{l}\left( {4 – {x_A}} \right) + \left( {10 – {x_A}} \right) = 8\\\left( {6 – {y_A}} \right) + \left( {4 – {y_A}} \right) = 0\end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}14 – 2{x_A} = 8\\10 – 2{y_A} = 0\end{array} \right.\)
   \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_A} = 3\\{y_A} = 5\end{array} \right.\) A(3; 5)
   Khi đó \(\left\{ \begin{array}{l}{x_B} = 4 – 3 = 1\\{y_B} = 6 – 5 = 1\end{array} \right.\) B(1; 1)
   \(\left\{ \begin{array}{l}{x_C} = 10 – 3 = 7\\{y_C} = 4 – 5 = – 1\end{array} \right.\) C(7; –1)
   Vậy A(3; 5), B(1; 1) và C(7; –1).
   Cách 2:
   
   Do M, N, P
   lần lượt là trung điểm của BC, CA, AB
   Nên MN, NP, PM là các đường trung bình của tam giác ABC.
   MN // AB, NP // BC, MP // AC.
   +) Do MN // BM và NP // BM nên tứ giác MNPB là hình bình hành
   \( \Rightarrow \overrightarrow {MB} = \overrightarrow {NP} \)
   Gọi B(x_B; y_B) và có M(4; 0), N(5; 2) và P(2, 3).
   \( \Rightarrow \overrightarrow {MB} = \left( {{x_B} – 4;{y_B}} \right)\) và \(\overrightarrow {NP} = \left( {2 – 5;3 – 2} \right) = \left( { – 3;1} \right)\)
   Khi đó \(\overrightarrow {MB} = \overrightarrow {NP} \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_B} – 4 = – 3\\{y_B} = 1\end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_B} = 1\\{y_B} = 1\end{array} \right.\) B(1; 1)
   Tương tự ta cũng có A(3; 5) và C(7; –1).
   Vậy A(3; 5), B(1; 1) và C(7; –1).

   ====== **** mời các bạn xem câu tiếp bên dưới **** =====
   
2. Trong mặt phẳng toạ độ Oxy cho ba điểm A(2;–1), B(1; 4) và C(7; 0). Tính độ dài các đoạn thẳng AB, BC và CA. Từ đó suy ra tam giác ABC là một tam giác vuông cân.
   
   

   Câu hỏi:
   

   Trong mặt phẳng toạ độ Oxy cho ba điểm A(2;–1), B(1; 4) và C(7; 0).
   Tính độ dài các đoạn thẳng AB, BC và CA. Từ đó suy ra tam giác ABC là một tam giác vuông cân.

   Trả lời:

   Lời giải
   Với A(2;–1), B(1; 4) và C(7; 0) ta có:
   +) \(\overrightarrow {AB} = \left( {1 – 2;4 – \left( { – 1} \right)} \right) = \left( { – 1;5} \right)\)
   \( \Rightarrow AB = \left| {\overrightarrow {AB} } \right| = \sqrt {{{\left( { – 1} \right)}^2} + {5^2}} = \sqrt {26} \)
   +) \(\overrightarrow {BC} = \left( {7 – 1;0 – 4} \right) = \left( {6; – 4} \right)\)
   \( \Rightarrow BC = \left| {\overrightarrow {BC} } \right| = \sqrt {{6^2} + {{\left( { – 4} \right)}^2}} = \sqrt {52} = 2\sqrt {13} \)
   +) \(\overrightarrow {CA} = \left( {2 – 7; – 1 – 0} \right) = \left( { – 5; – 1} \right)\)
   \( \Rightarrow CA = \left| {\overrightarrow {CA} } \right| = \sqrt {{{\left( { – 5} \right)}^2} + {{\left( { – 1} \right)}^2}} = \sqrt {26} \)
   Do đó AB = CA \(\left( { = \sqrt {26} } \right)\)
   Nên tam giác ABC cân tại A (1)
   Mặt khác: \(B{C^2} = {\left( {2\sqrt {13} } \right)^2} = 52\)
   Và \(A{B^2} + A{C^2} = {\left( {\sqrt {26} } \right)^2} + {\left( {\sqrt {26} } \right)^2} = 52\)
   BC² = AB² + AC²
   Theo định lí Pythagoras đảo thì tam giác ABC vuông tại A (2)
   Từ (1) và (2) suy ra tam giác ABC vuông cân tại A với \(AB = AC = \sqrt {26} ;BC = 2\sqrt {13} .\)

   ====== **** mời các bạn xem câu tiếp bên dưới **** =====
   
3. Trong mặt phẳng toạ độ Oxy cho ba điểm A(2;–1), B(1; 4) và C(7; 0). Tìm toạ độ của điểm D sao cho tứ giác ABDC là một hình vuông.
   
   

   Câu hỏi:
   

   Trong mặt phẳng toạ độ Oxy cho ba điểm A(2;–1), B(1; 4) và C(7; 0).
   Tìm toạ độ của điểm D sao cho tứ giác ABDC là một hình vuông.

   Trả lời:

   Lời giải
   
   Vì ABC là tam giác vuông cân
   Nên để ABDC là hình vuông thì tứ giác ABDC là hình bình hành
   \( \Leftrightarrow \overrightarrow {CA} = \overrightarrow {DB} \)
   Gọi D(x_D; y_D) và có A(2;–1), B(1; 4), C(7; 0).
   \( \Rightarrow \overrightarrow {CA} = \left( { – 5; – 1} \right)\)và \(\overrightarrow {DB} = \left( {1 – {x_D};4 – {y_D}} \right)\)
   Do đó \(\overrightarrow {CA} = \overrightarrow {DB} \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} – 5 = 1 – {x_D}\\ – 1 = 4 – {y_D}\end{array} \right.\)
   \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_D} = 6\\{y_D} = 5\end{array} \right.\) D(6; 5).
   Vậy tọa độ điểm D cần tìm là D(6; 5).

   ====== **** mời các bạn xem câu tiếp bên dưới **** =====
   
4. Trong mặt phẳng toạ độ Oxy cho hai điểm M(–2; 1) và N(4; 5). Tìm toạ độ của điểm P thuộc Ox sao cho PM = PN.
   
   

   Câu hỏi:
   

   Trong mặt phẳng toạ độ Oxy cho hai điểm M(–2; 1) và N(4; 5).
   Tìm toạ độ của điểm P thuộc Ox sao cho PM = PN.

   Trả lời:

   Lời giải
   Gọi P(a; 0) là điểm thuộc tia Ox.
   Với M(–2; 1) và N(4; 5) ta có:
   +) \(\overrightarrow {PM} = \left( { – 2 – a;1} \right)\)\( \Rightarrow PM = \left| {\overrightarrow {PM} } \right| = \sqrt {{{\left( { – 2 – a} \right)}^2} + {1^2}} \)
   +) \(\overrightarrow {PN} = \left( {4 – a;5} \right)\)\( \Rightarrow PN = \left| {\overrightarrow {PN} } \right| = \sqrt {{{\left( {4 – a} \right)}^2} + {5^2}} \)
   Do đó PM = PN \( \Leftrightarrow \sqrt {{{\left( { – 2 – a} \right)}^2} + {1^2}} = \sqrt {{{\left( {4 – a} \right)}^2} + {5^2}} \)
   (–2 – a)² + 1² = (4 – a)² + 5²
   4 + 4a + a² + 1 = 16 – 8a + a² + 25
   12a = 36
   a = 3.
   Vậy P(3; 0).

   ====== **** mời các bạn xem câu tiếp bên dưới **** =====
   
5. Trong mặt phẳng toạ độ Oxy cho hai điểm M(–2; 1) và N(4; 5). Tìm toạ độ của điểm Q sao cho \(\overrightarrow {MQ} = 2\overrightarrow {PN} .\)
   
   

   Câu hỏi:
   

   Trong mặt phẳng toạ độ Oxy cho hai điểm M(–2; 1) và N(4; 5).
   Tìm toạ độ của điểm Q sao cho \(\overrightarrow {MQ} = 2\overrightarrow {PN} .\)

   Trả lời:

   Lời giải
   Giả sử điểm Q có tọa độ là Q(x; y).
   Với M(–2; 1), N(4; 5) và P(3; 0) ta có:
   +) \(\overrightarrow {MQ} = \left( {x + 2;y – 1} \right)\)
   +) \(\overrightarrow {PN} = \left( {4 – 3;5 – 0} \right) = \left( {1;5} \right)\)
   \( \Rightarrow 2\overrightarrow {PN} = \left( {2;10} \right)\)
   Do đó \(\overrightarrow {MQ} = 2\overrightarrow {PN} \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x + 2 = 2\\y – 1 = 10\end{array} \right.\)
   \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 0\\y = 11\end{array} \right.\) Q(0; 11).
   Vậy Q(0; 11).

   ====== **** mời các bạn xem câu tiếp bên dưới **** =====