Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (783.03 KB, 41 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
<b>CHƯƠNG I : PHÉP DỜI HÌNH VÀ PHÉP ĐỒNG DẠNG TRONG MẶT PHẲNG </b>
<b>Vấn đề 1 : PHÉP DỜI HÌNH </b>
<b> A. KIẾN THỨC CƠ BẢN </b>
1 Phép biến hình .
ª ĐN : Phép biến hình là một quy tắc để với mỗi điểm M của mặt phẳng xác định được một điểm duy nhất
M của mặt phẳng , điểm M gọi là ảnh của M qua phé
f
p biến hình đó .
ª Kí hiệu : f là một phép biến hình nào đó và M là ảnh của M qua phép f thì ta viết : M = f(M) hay
f(M) = M hay f : M <sub>I</sub> M hay M <sub>I</sub> M . Điểm M gọi là tạo
1 2 2 1
ª
ảnh .
f là phép biến hình đồng nhất f(M) = M , M H .
Điểm M gọi là điểm bất động , kép , bất biến .
f ,f là các phép biến hình thì f f là phép biến hình .
Nếu H l
à một hình nào đó thì tập hợp các điểm M = f(M), với M H, tạo thành một hình H được gọi là
ảnh của H qua phép biến hình f và ta viết : H = f(H) .
2 Phép dời hình .
ĐN : Phép dời hình là phép biến hình khơng làm thay đổi khoảng cách giữa hai điểm bất kì , tức là với
hai điểm bất kì M,N và ảnh M , N của chúng , ta luôn c
ó M N = MN . ( Bảo tồn khoảng cách ) .
3 Tính chất : ( của phép dời hình ) .
ĐL : Phép dời hình biến ba điểm thẳng hàng thành ba điểm thẳng hàng , ba điểm không thẳng hàng
thành ba điểm không thẳng hàng .
HQ : Phép dời hình biến :
1. Đường thẳng thành đường thẳng .
2. Tia thành tia .
3. Đoạn thẳng thành đoạn thẳng bằng nó .
4. Tam giác thành t
am giác bằng nó . ( Trực tâm trực tâm , trọng tâm trọng tâm )
5. Đường tròn thành đường trịn bằng nó . ( Tâm biến thành tâm : I I , R = R )
6. Góc thành góc
I I
I
bằng nó .
B . BÀI TẬP
<sub> </sub>
x = 2x 1
1 Trong mpOxy cho phép biến hình f : M(x;y) M = f(M) = .
y = y + 3
Tìm ảnh của các điểm sau : a) A(1;2) b) B( 1;2) c) C(2; 4)
Giaûi :
a) A = f(A) = (1;5)
b) B =
I
<sub> </sub>
f(B) = ( 7;6)
c) C = f(C) = (3; 1)
x = 2x y 1
2 Trong mpOxy cho phép biến hình f : M(x;y) M = f(M) = .
y = x 2y + 3
Tìm ảnh của các điểm sau : a) A(2;1) b) B( 1;3) c) C( 2
I
;4)
Giaûi :
a) A = f(A) = (4;3)
b) B = f(B) = ( 4; 4)
c) C = f(C) = ( 7; 7)
3 Trong mpOxy cho phép biến hình f : M(x;y) M = f(M) = (3x;y) . Đây có phải là phép dời
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
1 1 2 2
1 1 1 1
2 2 2 2
Giải : Lấy hai điểm bất kì M(x ;y ),N(x ;y )
Khi đó f : M(x ;y ) M = f(M) = (3x ; y ) .
f : N(x ;y ) N = f(N) = (3x ; y )
I
I
2 2 2 2
2 1 2 1 2 1 2 1
1 2
Ta có : MN = (x x ) (y y ) , M N = 9(x x ) (y y )
Nếu x x thì M N MN . Vậy : f không phải là phép dời hình .
(Vì có 1 số điểm f khơng bảo tồn khoảng cách) .
y x
x y
4 Trong mpOxy cho 2 phép biến hình :
a) f : M(x;y) M = f(M) = ( y ; x 2) b) g : M(x;y) M = g(M) = ( 2x ; y+1) .
Phép biến hình nào trên đây là phép dời hình
I I
1 2
?
HD :
a) f là phép dời hình b) g khơng phải là phép dời hình ( vì x x thì M N MN )
5 Trong mpOxy cho 2 phép biến hình :
a) f : M(x;y) <sub>I</sub> M = f(M) = (y + 1 ; x) b) g : M(x;y) M = g(M) = ( x ; 3y ) .
Phép biến hình nào trên đây là phép dời hình ?
Giải :
a) f là phép dời hình b) g khơng phải là phép dời hình (
I
1 2
vì y y thì M N MN )
6 Trong mpOxy cho phép biến hình f : M(x;y) M = f(M) = ( 2x ;y 1) . Tìm ảnh của đường
thẳng ( ) : x 3y 2 = 0 qua phép biến hình f .
Giaûi :
Cách 1: Dùng biểu thức toạ độ
I
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub><sub></sub> <sub> </sub><sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub> </sub> <sub></sub>
x
x = 2x x
Ta coù f : M(x;y) M = f(M) = <sub>2</sub>
y y 1 <sub>y y 1</sub>
x
Vì M(x;y) ( ) ( ) 3(y 1) 2 0 x 6y 2 0 M (x ;y ) ( ) : x 6y 2 0
2
Cách 2 : Lấy 2 điểm bất kì M,N ( ) : M N .
M
I
( ) : M(2;0) M f(M) ( 4;1)
N ( ) : N( 1; 1) N f(N) (2;0)
I
I
<sub></sub>
<sub></sub>
Qua M ( 4;1) x+ 4 y 1
( ) (M N ) : PTCtaéc ( ) : PTTQ ( ) : x 6y 2 0
6 1
VTCP : M N (6; 1)
2 2
7 Trong mpOxy cho phép biến hình f : M(x;y) M = f(M) = (x 3;y 1) .
a) CMR f là phép dời hình .
b) Tìm ảnh của đường trịn (C) : (x + 1) + (y 2) = 4 . (C ) : (x
I
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
8 Trong mpOxy cho phép biến hình f : M(x;y) M = f(M) = (x 3 ;y 1) .
a) CMR f là phép dời hình .
b) Tìm ảnh của đường thẳng ( ) : x + 2y 5 = 0 .
c) Tìm ảnh của đường tròn (C) : (x
I
2 2
2 2
1 1 2 2
1 1 1 1
+ 1) + (y 2) = 2 .
x y
d ) Tìm ảnh của elip (E) : + = 1 .
3 2
Giải : a) Lấy hai điểm bất kì M(x ;y ),N(x ;y )
Khi đó f : M(x ;y ) M = f(M) = (x 3; y 1) .
f : N
I
2 2 2 2
2 2
2 1 2 1
(x ;y ) N = f(N) = (x 3; y 1)
Ta có : M N = (x x ) (y y ) = MN
Vậy : f là phép dời hình .
I
<sub></sub> <sub></sub>
b) Cách 1: Dùng biểu thức toạ độ
x = x 3 x x 3
Ta coù f : M(x;y) M = f(M) =
y y 1 y y 1
Vì M(x;y) ( ) (x 3) 2(y 1) 5 0 x 2y 4 0 M (x ;y ) (
I
) : x 2y 4 0
Cách 2 : Lấy 2 điểm bất kì M,N ( ) : M N .
M ( ) : M(5 ;0) M f(M) (2;1)
N ( ) : N(3 ; 1) N f(N) (0;2)
I
I
<sub></sub>
<sub></sub>
Qua M (2;1) x 2 y 1
( ) (M N ) : PTCtaéc ( ) : PTTQ( ) : x 2y 4 0
2 1
VTCP : M N ( 2;1)
Cách 3: Vì f là phép dời hình nên f biến đường thẳng ( ) thành đường thẳng
( ) // ( ) .
Laáy M ( ) : M(5 ;0) M f(M) (2;1)
Vì ( ) // ( ) ( ) : x + 2y m = 0 (m 5) . Do : ( ) M (2;1) m = 4 ( ) : x 2y 4 0
c) Cách 1: Dùng biểu thức toạ độ
I
<sub></sub> <sub></sub>
2 2 2 2
x = x 3 x x 3
Ta coù f : M(x;y) M = f(M) =
y y 1 y y 1
Vì M(x;y) (C) : (x + 1) + (y 2) = 2 (x 4) (y 3) 2
M (x ;y
I
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
2 2
f 2 2
) (C ) : (x 4) (y 3) 2
+ Taâm I( 1;2) + Taâm I = f [I( 1;2)] ( 4;3)
Caùch 2 : (C) (C ) (C ) : (x 4) (y 3) 2
BK : R = 2 BK : R = R = 2
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
d) Dùng biểu thức toạ độ
x = x 3 x x 3
Ta coù f : M(x;y) <sub>I</sub> M = f(M) = <sub>y y 1</sub> <sub>y y 1</sub>
<sub> </sub> <sub></sub>
x2 y2 (x + 3)2 (y 1)2 (x + 3)2 (y 1)2
Vì M(x;y) (E) : + = 1 + = 1 M (x ;y ) (E ) : + = 1
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
9 Trong mpOxy cho phép biến hình f : M(x;y) M = f(M) = (x 1;y 2) .
a) CMR f là phép dời hình .
b) Tìm ảnh của đường thẳng ( ) : x 2y 3
I
2 2
2
2 2 2
= 0.
c) Tìm ảnh của đường tròn (C) : (x + 3) + (y 1) = 2 .
d) Tìm ảnh của parabol (P) : y = 4x .
ÑS : b) x 2y 2 = 0 c) (x + 2) + (y 1) = 2 d) (y + 2) = 4(x 1)
10 Trong mpOxy cho phép biến hình f : M(x;y) M = f(M) = ( x ;y) . Khẳng định nào sau đây
sai ? I
A. f là 1 phép dời hình B. Nếu A(0 ; a) thì f(A) = A
C. M và f(M) đối xứng nhau qua trục hoành D. f [M(2;3)] đường thẳng 2x + y + 1 = 0
ĐS : Chọn C . Vì M và f(M) đối xứng nhau qua trục tung C sai .
1 1 2 2
1 2
12 Trong mpOxy cho 2 phép biến hình :
f : M(x;y) M = f (M) = (x + 2 ; y 4) ; f : M(x;y) M = f (M) = ( x ; y) .
Tìm toạ độ ảnh của A(4; 1) qua f rồi f , nghĩa là tìI I
1 2
2 1
f f
m f [f (A)] .
ÑS : A(4; 1) <sub>I</sub> A (6; 5) <sub>I</sub> A ( 6 ; 5 ) .
x
11 Trong mpOxy cho phép biến hình f : M(x;y) M = f(M) = ( ; 3y) . Khẳng định nào sau đây sai ?
2
A. f (O) = O (O là điểm bất biến) B. Ảnh của A Ox thì
I
aûnh A = f(A) Ox .
C. Ảnh của B Oy thì aûnh B = f(B) Oy . D. M = f [M(2 ; 3)] = (1; 9)
ĐS : Chọn D . Vì M = f[M(2 ; 3)] = (1; 9)
<b> Vấn đề 2 : PHÉP TỊNH TIẾN </b>
A. KIẾN THỨC CƠ BẢN
1 ĐN : Phép tịnh tiến theo vectơ u là một phép dời hình biến điểm M thành điểm M sao cho MM u.
Kí hiệu : T hay T .Khi đó : T (M) M<sub>u</sub> <sub>u</sub> MM u
Phép tịnh tiến hoàn toàn được xác định khi biết vectơ tịnh tiến của nó .
Nếu T (M) M , M thì T là phép đồng nhất .<sub>o</sub> <sub>o</sub>
2 Biểu thức tọa độ : Cho u = (a;b) và phép tịnh tiến Tu
<sub></sub>
<sub> </sub>
x = x + a
M(x;y)<sub>I</sub> M =T (M) (x ;y ) thì <sub>u</sub> <sub>y = y + b</sub>
3 Tính chất :
ĐL : Phép tịnh tiến bảo tồn khoảng cách giữa hai điểm bất kì .
1. Bảo tồn tính thẳng hàng và thứ tự của các điểm tương ứng .
2. Biến một tia thành tia .
3. Bảo tồn tính thẳng hàng và thứ tự của các điểm tương ứng .
5. Biến một đoạn thẳng thành đoạn thẳng bằng nó .
6. Biến một đường thẳng thành một đường thẳng song song hoặc trùng với đường thẳng đã cho .
Bieán
7. tam giác thành tam giác bằng nó . (Trực tâm <sub>I</sub> trực tâm , trọng tâm <sub>I</sub> trọng tâm )
8. Đường tròn thành đường trịn bằng nó .
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
<sub> </sub>
x = x + a
M(x;y)<sub>I</sub> M =T (M) (x ;y ) thì <sub>u</sub> <sub>y = y + b</sub>
<b> PHƯƠNG PHÁP TÌM ẢNH CỦA MỘT HÌNH (H) . </b>
Cách 1 : Dùng tính chất (cùng phương của đthẳng , bán kính đường trịn : khơng đổi )
1. Lấy M (H) M (H )
2. (H) đường thẳng (H ) đường thẳng cùng phương
I
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
Taâm I Taâm I
(H) (C) (H ) (C ) (cần tìm I ) .
+ bk : R + bk : R = R
Cách 2 : Dùng biểu thức tọa độ .
Tìm x theo x , tìm y theo y rồi thay vào biểu thức tọa độ .
Cách 3
II
: Lấy hai điểm phân biệt : M, N (H) <sub>I</sub> M , N (H )
B, BAØI TAÄP
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
1 Trong mpOxy . Tìm ảnh của M của điểm M(3; 2) qua phép tịnh tiến theo vectơ u = (2;1) .
Giaûi
x 3 2 x 5
Theo định nghóa ta có : M = T (M)<sub>u</sub> MM u (x 3;y 2) (2;1)
y 2 1 y 1
M (5; 1)
2 Tìm ảnh các điểm chỉ ra qua phép tịnh tiến theo vectô u :
a) A( 1;1) , u = (3;1)
A (2;3)
b) B(2;1) , u = ( 3;2)
B ( 1;3)
c) C(3; 2) , u = ( 1;3) C (2;1)
3 Trong mpOxy . Tìm ảnh A ,B lần lượt của điểm A(2;3), B(1;1) qua phép tịnh tiến theo vectơ u = (3;1) .
Tính độ dài AB , A B .
Giải
Ta có : A = T (A) (5;4) , B = T (B)<sub>u</sub> <sub>u</sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
1 2
1 2
(4;2) , AB = |AB| 5 , A B = |A B | 5 .
4 Cho 2 vectơ u ;u . Gỉa sử M<sub>1 2</sub> <sub>1</sub> T (M),M<sub>u</sub> <sub>2</sub> T (M ). Tìm v để M<sub>u</sub> <sub>1</sub> <sub>2</sub> T (M) .<sub>v</sub>
Giải
Theo đề : M<sub>1</sub> T (M)<sub>u</sub> MM<sub>1</sub> u , M<sub>1</sub> <sub>2</sub> T (M )<sub>u</sub> <sub>1</sub> M M<sub>1 2</sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
u .<sub>2</sub>
Neáu : M<sub>2</sub> T (M)<sub>v</sub> MM<sub>2</sub> v v MM<sub>2</sub> MM<sub>1</sub> M M<sub>1 2</sub> u + u .Vaäy : v u + u<sub>1</sub> <sub>2</sub> <sub>1</sub> <sub>2</sub>
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
<sub></sub> <sub> </sub>
<sub></sub>
Giải Vì : A T (A) (1; 1) , B T (B) (2;1) .<sub>u</sub> <sub>u</sub>
qua A (1; 1) x 1 t
Mặt khác : T ( )<sub>u</sub> đi qua A ,B . Do đó : ptts : <sub>y</sub> <sub>1 2t</sub>
VTCP : A B = (1;2)
6 Đường thẳng cắt Ox tại A(1;0) , cắt Oy tại B(0;3) . Hãy viết phương trình đường thẳng là ảnh
của qua phép tịnh tiến theo vectơ u = ( 1; 2) .
Giải
Vì : A T (A) (0; 2) ,<sub>u</sub>
<sub></sub> <sub> </sub>
B T (B) ( 1;1) .<sub>u</sub>
qua A (0; 2) x t
Mặt khác : T ( )<sub>u</sub> đi qua A ,B . Do đó : ptts :
y 2 3t
VTCP : A B = ( 1;3)
7 Tương tự : a) : x 2y 4 = 0 , u = (0 ; 3)
: x 2y 2 0
b) : 3x y 3 = 0 , u = ( 1 ; 2) : 3x y 2 0
8 Tìm ảnh c
<sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
2 2
ủa đường tròn (C) : (x + 1) (y 2) 4 qua phép tịnh tiến theo vectơ u = (1; 3) .
Giaûi
x = x + 1 x = x 1
Biểu thức toạ độ của phép tịnh tiến T là : <sub>u</sub>
y = y 3 y = y + 3
Vì : M(x;y) (
2 2 2 2 2 2
C) : (x + 1) (y 2) 4 x (y 1) 4 M (x ;y ) (C ) : x (y 1) 4
2 2
Vậy : Ảnh của (C) là (C ) : x (y 1) 4
9 Trong mpOxy cho pheùp biến hình f : M(x;y) M = f(M) = (x 1;y 2) .
a) CMR f là phép dời hình .
I
2 2
2
2 2 2
= 0.
c) Tìm ảnh của đường tròn (C) : (x + 3) + (y 1) = 2 .
d) Tìm ảnh của parabol (P) : y = 4x .
ÑS : b) x 2y 2 = 0 c) (x + 2) + (y 1) = 2 d) (y + 2) = 4(x
1)
10 Trong mpOxy cho phép biến hình f : M(x;y) M = f(M) = ( x ;y) . Khẳng định nào sau đây
sai ?
A. f là 1 phép dời hình B.
Neáu A(0 ; a) thì f(A) = A
C. M và f(M) đối xứng nhau qua trục hoành D. f [M(2;3)] đường thẳng 2x + y + 1 = 0
ĐS : Chọn C . Vì M và f(M) đối xứng nhau qua trục tung C sai .
<sub> </sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
2 2
9 Tìm ảnh của đường tròn (C) : (x 3) (y 2) 1 qua phép tịnh tiến theo vectơ u = ( 2;4) .
x = x 2 x = x + 2
Giải : Biểu thức toạ độ của phép tịnh tiến T là : <sub>u</sub>
y = y 4 y = y 4
2 2 2 2 2 2
Vì : M(x;y) (C) : (x 3) (y 2) 1 (x 1) (y 2) 1 M (x ;y ) (C ) : (x 1) (y 2) 1
2 2
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
2 2 2 2
BT Tương tự : a) (C) : (x 2) (y 3) 1, u = (3;1) (C ) : (x 1) (y 2) 1
b) (C) : x y 2x 4y 4 0, u = ( 2;3) (C )
2 2
: x y 2x 2y 7 0
10 Trong hệ trục toạ độ Oxy , xác định toạ độ các đỉnh C và D của hình bình hành ABCD biết đỉnh
A( 2;0), đỉnh B( 1;0) và giao điểm các đường chéo là I(1;2) .
Giaûi
<sub></sub> <sub></sub>
Gọi C(x;y) .Ta có : IC (x 1;y 2),AI (3;2),BI (2; 1)
Vì I là trung điểm của AC nên :
x 1 3 x 4
C = T (I)<sub>AI</sub> IC AI C(4;4)
y 2 2 y 4
Vì I là trung điểm của AC neân :
D = <sub></sub> <sub></sub>
xD 1 2 xD 3
T (I)<sub>BI</sub> ID BI D(3;4)
y<sub>D</sub> 2 2 y<sub>D</sub> 4
Bài tập tương tự : A( 1;0),B(0;4),I(1;1) C(3;2),D(2; 2) .
11 Cho 2 đường thẳng song song nhau d và d . Hãy chỉ ra một
phép tịnh tiến
biến d thành d . Hỏi có bao nhiêu phép tịnh tiến như thế ?
Giải : Chọn 2 điểm cố định A d , A d
Lấy điểm tuỳ ý M d . Gỉa sử : M = T<sub>AB</sub>(M) MM AB
MA M B M B/ /MA M d d = T<sub>AB</sub>(d)
Nhận xét : Có vô số phép tịnh tiến biến d thành d .
12 Cho 2 đường tròn (I,R) và (I ,R ) .Hãy chỉ ra một phép tịnh tiến biến (I,R)
<sub></sub>
<sub></sub>
thành (I ,R ) .
Giải : Lấy điểm M tuỳ ý trên (I,R) . Gỉa sử : M = T (M)<sub>II</sub> MM II
IM I M I M IM R M (I ,R ) (I ,R ) = T [(I,R)]<sub>II</sub>
13 Cho hình bình hành ABCD , hai đỉnh A,B cố định , tâm I thay đổi di động
trên đường trịn (C) .Tìm quỹ tích trung điểm M của cạnh BC.
Giaûi
Gọi J là trung điểm cạnh AB . Khi đó d
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
Tu+v
2
14 Trong hệ trục toạ độ Oxy , cho parabol (P) : y = ax . Gọi T là phép tịnh tiến theo vectơ u = (m,n)
và (P ) là ảnh của (P) qua phép tịnh tiến đó . Hãy viết phương trình của
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
u
(P ) .
Giaûi :
T
M(x;y) M (x ;y ) , ta có : MM = u , với MM = (x x ; y y)
x x = m x = x m
Vì MM = u
y y = n y = y n
2 2
Maø : M(x;y) (P) : y ax y n = a(x m) y =
I
<sub></sub>
2 2
a(x m) n M (x ;y ) (P ) : y = a(x m) n
2 2 2
Vậy : Ảnh của (P) qua phép tịnh tiến T là (P ) : y = a(x m)<sub>u</sub> n y = ax 2amx am n .
15 Cho đt : 6x + 2y 1= 0 . Tìm vectơ u 0 để = T ( ) . <sub>u</sub>
Gi
<sub></sub>
ải : VTCP của là a = (2; 6) . Để : = T ( )<sub>u</sub> u cùng phương a . Khi đó : a = (2; 6) 2(1; 3)
chọn u = (1; 3) .
16 Trong hệ trục toạ độ Oxy , cho 2 điểm A( 5;2) , C( 1;0) . Bi<sub>ết : B = T (A) , C = T (B) . Tìm u và v</sub><sub>u</sub> <sub>v</sub>
để có thể thực hiện phép biến đổi A thành C ?
Giaûi
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
u v
17 Trong hệ trục toạ độ Oxy , cho 3 điểm K(1;2) , M(3; 1),N(2; 3) và 2 vectơ u = (2;3) ,v = ( 1;2) .
Tìm ảnh của K,M,N qua phép tịnh tiến T rồi T .<sub>u</sub> <sub>v</sub>
T T
HD : Gỉa sử : A(x;y)<sub>I</sub> B<sub>I</sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub> </sub>
C(x ;y ) . Ta coù : AB u,BC v AC AB BC u v (1;5)
x 1 1 x 2
Do đó : K =T<sub>u v</sub>(K) KK (1;5) K (2;7) .
y 2 5 y 7
Tương tự : M (4;4) , N (3;2) .
18 Trong hệ trụ
<sub></sub>
u u
c toạ độ Oxy , cho ABC : A(3;0) , B( 2;4) , C( 4;5) . G là trọng tâm ABC và phép
tịnh tiến theo vectơ u 0 biến A thành G . Tìm G = T (G) .<sub>u</sub>
Giải
T T
A(3;0)<sub>I</sub> G( 1;3)<sub>I</sub> G (x ;y
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> ) <sub>x 1</sub> <sub>4</sub> <sub>x</sub> <sub>5</sub>
Vì AG ( 4;3) u . Theo đề : GG u G ( 5;6).
y 3 3 y 6
2 2 2 2
19 Trong mặt phẳng Oxy , cho 2 đường tròn (C) : (x 1) (y 3) 2,(C ) : x y 10x 4y 25 0.
Có hay khơng phe
ùp tịnh tiến vectơ u biến (C) thành (C ) .
HD : (C) có tâm I(1; 3), bán kính R = 2 ; (C ) có tâm I (5; 2), bán kính R = 2 .
Ta thaáy : R = R = 2 nên có phép tịnh tiến theo vectơ u
= (4;1) biến (C) thành (C ) .
20 Trong hệ trục toạ độ Oxy , cho hình bình hành OABC với A( 2;1) và B :2x y 5 = 0 . Tìm tập
hợp đỉnh C ?
Giải
Vì OABC là hình bình hành nên : BC
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
u
AO (2; 1) C T (B) với u = (2; 1)<sub>u</sub>
T <sub>x x 2</sub> <sub>x x 2</sub>
B(x;y) C(x ;y ) . Do : BC u
y y 1 y y 1
B(x;y) 2x y 5 = 0 2x y 10 = 0 C(x ;y ) : 2x y 10 = 0
21 Cho ABC . Goïi A ,B ,C <sub>1 1 1</sub>
I
lần lượt là trung điểm các cạnh BC,CA,AB. Gọi O ,O ,O và I ,I ,I<sub>1 2 3</sub> <sub>1 2 3</sub>
tương ứng là các tâm đường tròn ngoại tiếp và các tâm đường tròn nội tiếp của ba tam giác AB C ,<sub>1 1</sub>
BC A<sub>1</sub>
1<sub>AB</sub> 1<sub>AB</sub> 1<sub>AB</sub>
2 2 2
, và CA B . Chứng minh rằng : O O O I I I .
1 1 1 1 2 3 1 2 3
HD :
Xét phép tịnh tiến : T<sub>1</sub> bieán A C,C<sub>1</sub> B, B<sub>1</sub> A .<sub>1</sub>
AB
2
T T T
AB C<sub>1 1</sub> C BA ;O<sub>1</sub> <sub>1 1</sub> O ;I<sub>2 1</sub> I .<sub>2</sub>
I I I
I I I
O O<sub>1 2</sub> I I<sub>1 2</sub> O O<sub>1 2</sub> I I .<sub>1 2</sub>
Lý luận tương tự : Xét các phép tịnh tiến T<sub>1</sub> ,T<sub>1</sub> suy ra :
BC CA
2 2
O O<sub>2 3</sub> I I vaø O O<sub>2 3</sub> <sub>3 1</sub> I I<sub>3 1</sub> O O<sub>2 3</sub> I I ,O O<sub>2 3 3 1</sub> I I<sub>3 1</sub> O O O<sub>1 2 3</sub> I I I (<sub>1 2 3</sub>
c.c.c).
BC
22 Trong tứ giác ABCD có AB = 6 3cm ,CD 12cm , A 60 ,B 150 và D 90 .
Tính độ dài các cạnh BC và DA .
HD :
T
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
o
Lại có : BCD 360 (90 60 150 ) 60 MCD 30 .
Định lý hàm cos trong MCD :
3
2 2 2 2 2
MD MC DC 2MC.DC.cos30 (6 3) (12) 2.6 3.12. 36
2
MD = 6cm .
1
Ta coù : MD = CD vaø MC = MD 3 MDC laø tam giaùc
2
đều
MCD là nửa tam giác đều DMC 90 và MDA 30 .
Vậy : MDA MAD MAB 30 AMD là tam giác cân tại M .
6 3
Dựng MK AD K là trung điểm của AD KD=MDcos30 cm AD 6 3cm
2
Tóm lại : BC = AM = MD = 6cm , AD = AB = 6 3cm
<i><b>Vấn đề 3 </b></i><b>: PHÉP ĐỐI XỨNG TRỤC </b>
<b>A , KIẾN THỨC CƠ BẢN </b>
1 ĐN1:Điểm M gọi là đối xứng với điểm M qua đường thẳng a nếu a là đường trung trực của đoạn MM .
Phép đối xứng qua đường thẳng còn gọi là phép đối xứng trục . Đườ
ng thẳng a gọi là trục đối xứng.
ĐN2 : Phép đối xứng qua đường thẳng a là phép biến hình biến mỗi điểm M thành điểm M đối xứng
với M qua đường thẳng a .
Kí hieä
a o o o
u : Đ (M) M M M M M , với M là hình chiếu của M trên đường thẳng a .
Khi đó :
Nếu M a thì Đ (M) M : xem M là đối xứng với chính nó qua a . ( M cịn gọi là điểm bất động ) <sub>a</sub>
M a thì Đ (M) M <sub>a</sub> a là đường trung trực của MM
Ñ (M) M thì Đ (M ) M<sub>a</sub> <sub>a</sub>
Đ (H) H thì Đ (H ) H , H là ảnh của hình H .<sub>a</sub> <sub>a</sub>
d
ĐN : d là trục đối xứng của hình H Đ (H) H .
Phép đối xứng trục hoàn toàn xác định khi biết trục đối xứng của nó .
Chú ý : Một hình có thể khơng có trục đối xứng ,có thể có một hay nhiều trục đối xứng .
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
d
2 Biểu thức tọa độ : M(x;y) M Đ (M) (x ;y )
x = x x = x
ª d Ox : <sub>y = y</sub> ª d Oy : <sub>y = y</sub>
I
3 ĐL : Phép đối xứng trục là một phép dời hình .
1.Phép đối xứng trục biến ba điểm thẳng hàng thành ba điểm thẳng hàng và bảo toàn thứ tự của các
điểm tương ứ
ng .
2. Đường thẳng thành đường thẳng .
3. Tia thành tia .
4. Đoạn thẳng thành đoạn thẳng bằng nó .
5. Tam giác thành tam giác bằng nó . (Trực tâmI trực tâm , trọn
g tâm trọng tâm )
6. Đường trịn thành đường trịn bằng nó . (Tâm biến thành tâm : I I , R = R )
7. Góc thành góc bằng nó .
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
a
PP : Tìm ảnh M = Ñ (M)
1. (d) M , d a
2. H = d a
3. H là trung điểm cuûa MM M ?
a
a
ª PP : Tìm ảnh của đường thẳng : = Đ ( )
TH1: ( ) // (a)
1. Laáy A,B ( ) : A B
2. Tìm aûnh A = Ñ (A)
3. A , // (a)
a
TH2 : // a
1. Tìm K = a
2. Laáy P : P K .Tìm Q = Đ (P)
3. (KQ)
ª<i><b> PP </b></i><b>:</b>Tìm M ( ) : (MA + MB) <sub>min</sub>.
min
min
Tìm M ( ) : (MA+ MB)
Loại 1 : A, B nằm cùng phía đối với ( ) :
1) gọi A là đối xứng của A qua ( )
2) M ( ), thì MA + MB MA + MB A B
Do đó: (MA+MB) = A B M = (A B) ( )
min
Loại 2 : A, B nằm khác phía đối với ( ) :
M ( ), thì MA + MB AB
Ta có: (MA+MB) = AB M = (AB) ( )
<b> B . BAØI TẬP </b>
ĐOx ĐOy
1 Trong mpOxy . Tìm ảnh của M(2;1) đối xứng qua Ox , rồi đối xứng qua Oy .
HD : M(2;1) M (2; 1) M ( 2; 1)
2 Trong mpOxy . Tìm ảnh của M(a;b) đối xứng qua Oy , rồi đối xứ
I I
Ñ<sub>Oy</sub> <sub>Ñ</sub><sub>Ox</sub>
Ñ<sub>a</sub> Ñ<sub>b</sub>
Ñ<sub>a</sub> Ñ<sub>b</sub>
ng qua Ox .
HD : M(a;b) M ( a;b) M ( a; b)
3 Cho 2 đường thẳng (a) : x 2 = 0 , (b) : y + 1 = 0 và điểm M( 1;2) . Tìm : M M M .
HD : M( 1;2) M (5;2)
I I
I I
I I
<sub> </sub>
Đ<sub>a</sub> Đ<sub>b</sub>
Đ<sub>a</sub> Đ<sub>b</sub>
tđ(m;y) tđ(
M (5; 4) [ vẽ hình ] .
4 Cho 2 đường thẳng (a) : x m = 0 (m > 0) , (b) : y + n = 0 (n > 0).
Tìm M : M(x;y) M (x ;y ) M (x ;y ).
x 2m x
HD : M(x;y) M
y y
I I<sub> </sub> <sub> </sub>
2m x; n)
x 2m x
M
y 2n y
5 Cho điểm M( 1;2) và đường thẳng (a) : x + 2y + 2 = 0 .
HD : (d) : 2x y + 4 = 0 , H = d a H( 2;0) , H laø trung điểm của MM M ( 3; 2)
6 Cho ñieåm M( 4;
a
a
1) và đường thẳng (a) : x + y = 0 . M = Đ (M) ( 1;4)
7 Cho 2 đường thẳng ( ) : 4x y + 9 = 0 , (a) : x y + 3 = 0 . Tìm ảnh = Đ ( ) .
HD :
4 1
Vì
1
a
caét a K a K( 2;1)
1
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
a
a
a
8 Tìm b = Đ (Ox) với đường thẳng (a) : x + 3y + 3 = 0 .
HD : a Ox = K( 3;0) .
3 9
M O(0;0) Ox : M = Ñ (M) = ( ; ) .
5 5
b KM : 3x + 4y 9 = 0 .
9 Tìm b = Đ (Ox) với đường thẳng (a) : x + 3y 3 = 0 .
<sub> </sub>
HD : a Ox = K(3;0) .
P O(0;0) Ox .
+ Qua O(0;0)
: 3x y 0
+ a
3 9 3 9
E = a E( ; ) là trung điểm OQ Q( ; ) .
10 10 5 5
b KQ : 3x + 4y 9 = 0 .
1
Ox
Ox
0 Tìm b = Đ (a) với đường thẳng (a) : x + 3y 3 = 0 .
Giải :
Cách 1: Dùng biểu thức toạ độ (rất hay)
Cách 2 : K= a Ox K(3;0)
P(0;1) a Q = Ñ (P) = (0; 1)
b KQ : x 3y 3 = 0 .
a
11 Cho 2 đường thẳng ( ) : x 2y + 2 = 0 , (a) : x 2y 3 = 0 . Tìm ảnh = Đ ( ) .
PP : / /a
Cách 1 : Tìm A,B A ,B A B
Cách 2 : Tìm A A / / , A
a
2 2
a
2 2
Giaûi : A(0;1) A Ñ (A) (2; 3)
A , / / : x 2y 8 0
12 Cho đường tròn (C) : (x+3) (y 2) 1 , đường thẳng (a) : 3x y + 1= 0 . Tìm (C ) = Đ [(C)]
HD : (C ) : (x 3) y 1 .
<sub>Ox</sub>
13 Trong mpOxy cho ABC : A( 1;6),B(0;1) và C(1;6) . Khẳng định nào sau đây sai ?
A. ABC cân ở B B. ABC có 1 trục đối xứng
C. ABC Ñ ( ABC) D. Trọng tâm : G = Đ (G)<sub>Oy</sub>
HD : Choïn D
2 2
14 Trong mpOxy cho điểm M( 3;2), đường thẳng ( ) : x + 3y 8 = 0, đường tròn (C) : (x+3) (y 2) 4.
Tìm ảnh của M, ( ) và (C) qua phép đối xứng trục (a) : x 2y + 2 = 0 .
Giải : Gọi M ,
<sub> </sub>
( ) và (C ) là ảnh của M, ( ) và (C) qua phép đối xứng trục a .
Qua M( 3;2)
a) Tìm ảnh M : Gọi đường thẳng (d) :
a
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
<sub></sub>
H M M
H M M
M <sub>M</sub>
M
M
1
x (x x )
2
+ H = (d) (a) H( 2;0) H là trung điểm cuûa M,M H <sub>1</sub>
y (y y )
2
1
2 ( 3 x ) <sub>x</sub> <sub>1</sub>
2
<sub>1</sub> <sub>y</sub> <sub>2</sub> M ( 1; 2)
0 (2 y )
2
b) Tìm ảnh ( ) :
1 3
Vì ( ) caét (a
1 2
<sub> </sub>
) K= ( ) (a)
x + 3y 8 = 0
Toạ độ của K là nghiệm của hệ : <sub>x 2y + 2 = 0</sub> K(2;2)
a
Lấy P K Q = Đ [P( 1;3)] = (1; 1) . ( Làm tương tự như câu a) )
Qua P( 1;3)
Gọi đường thẳng (b) :
a
E P Q Q
E P Q Q
+ (b) (a) (b) : 2x y + m = 0 . Vì (b) P( 1;3) m = 1 (b) : 2x y 1 = 0
+ E = (b) (a) E(0;1) E là trung điểm của P,Q
1 1
x (x x ) 0 ( 1 x ) <sub>x</sub>
2 2
E
1 1
y (y y ) 1 (3 y )
2 2
<sub></sub> <sub></sub>
Qua K(2;2) x 2 y 2
+ ( ) (KQ) : ( ) : 3x y 4 0
1 3
VTCP : KQ ( 1; 3) (1;3)
Đ<sub>a</sub> Đ<sub>a</sub>
c) + Tìm ảnh của tâm I( 3;2) như câu a) .
Tâm I Tâm I
+ Vì phép đối xứng trục là phép dời hình nên (C): <sub> R 2</sub> (C ) : <sub> R R 2</sub>.Tìm I I
+ Tâm I( 3;2)
Vaäy : (C) BK :
I I
(C ) <sub>5 5</sub>
R = 2 <sub> BK : R = R = 2</sub>
2 2
(C ) : (x ) (y ) 4
5 5
I
2 2
15 Trong mpOxy cho điểm M(3; 5), đường thẳng ( ) : 3x + 2y 6 = 0, đường tròn (C) : (x+1) (y 2) 9.
Tìm ảnh của M, ( ) và (C) qua phép đối xứng trục (a) : 2x y + 1 = 0 .
HD :
a) M(3; 5) <sub>I</sub>
Ña
a
33 1 9 13
M ( ; ),(d) : x 2y 7 0,tđiểm H( ; )
5 5 5 5
4 15
b) + K= (a) K( ; )
7 7
+ P ( ) : P(2;0) K , Q = Ñ [P(2;0)] = ( 2;2) ( ) (KQ) : x 18y 38 0
c) + I(1; 2) Ña I ( 9 8; ) , R = R = 3 (C ) : (x + ) 9 2 (y 8)29
5 5 5 5
I
<sub></sub> <sub></sub>
2 2
ÑOx
16 Cho điểm M(2; 3), đường thẳng ( ) : 2x + y 4 = 0, đường tròn (C) : x y 2x 4y 2 0.
Tìm ảnh của M, ( ) và (C) qua phép đối xứng qua Ox .
x x
HD : Ta coù : M(x;y) M (
y y
<sub></sub>
ÑOx
x x
1) (2)
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
2 2 2 2
2 2 2 2
M(x;y) ( ) 2x y 4 = 0 M (x ;y ) ( ) : 2x y 4 = 0 .
M(x;y) (C) : x y 2x 4y 2 0 x y 2x 4y 2 0
(x 1) (y 2) 3 M (x ;y ) (C ) : (x 1) (y 2) 3
<sub></sub> <sub></sub>
Ox
ÑOx
17 Trong mpOxy cho đường thẳng (a) : 2x y+3 = 0 . Tìm ảnh của a qua Đ .
x x x x
Giải : Ta có : M(x;y) M
y y y y
Vì M(x;y) (a) : 2x y+3 = 0 2(x ) ( y )+3 = 0 2x y +3 = 0 M (
I
ÑOy
x ;y ) (a ) : 2x y + 3 = 0
Vaäy : (a)<sub>I</sub> (a ) : 2x y + 3 = 0
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
2 2
Oy
ÑOy
2 2 2 2 2
18 Trong mpOxy cho đường tròn (C) : x y 4y 5 = 0 . Tìm ảnh của a qua Đ .
x x x x
Giải : Ta có : M(x;y) M <sub>y y</sub> <sub>y y</sub>
Vì M(x;y) (C) : x y 4y 5 = 0 ( x ) y 4(y ) 5 = 0 x
I
2
2 2
ÑOy 2 2
y 4y 5 = 0
M (x ;y ) (C ) : x y 4y 5 = 0
Vaäy : (C)<sub>I</sub> (C ) : x y 4y 5 = 0
2 2
a
a
19 Trong mpOxy cho đthẳng (a) : 2x y 3 = 0 , ( ) : x 3y 11 = 0 , (C) : x y 10x 4y 27 = 0 .
a) Viết biểu thức giải tích của phép đối xứng trục Đ .
b) Tìm ảnh của điểm M(4; 1) qua Đ .
<sub></sub> <sub></sub>
a a
2 2
Đa
c) Tìm ảnh : ( ) = Đ ( ),(C ) Đ (C) .
Giải
a) Tổng quát (a) : Ax + By + C=0 , A B 0
Goïi M(x;y) M (x ;y ) , ta coù : MM (x x;y y) cùng phương VTPT n = (A;B) MM tn
x
I
<sub></sub> <sub> </sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub><sub> </sub> <sub></sub><sub> </sub>
2 2
x x y y
x At <sub>x x At ( t ) . Gọi I là trung điểm của MM neân I(</sub> <sub>;</sub> <sub>) (a)</sub>
y y Bt y y Bt 2 2
x x y y x x At y y Bt
A( ) B( ) C 0 A( ) B( ) C 0
2 2 2 2
2(Ax + By + C)
(A B )t 2(Ax + By + C) t
A
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub><sub> </sub> <sub></sub><sub> </sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
<sub> </sub>
<sub></sub><sub> </sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
2 2
2 2 2 2
Ña
B
2A(Ax + By + C) 2B(Ax + By + C)
x x ;y y
A B A B
4(2x y 3) 3 4 12
x x x x y
5 5 5 5
Áp dụng kết quả trên ta có :
2(2x y 3) 4 3 6
y y y y y
5 5 5 5
4 7
b) M(4; 1) M ( ;
5
I
Ña
Ñ<sub>a</sub> <sub>2</sub> <sub>2</sub>
)
5
c) : 3x y 17 0
d) (C) (C ) : (x 1) (y 4) 2
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
20 Trong mpOxy cho đường thẳng ( ) : x 5y 7 = 0 và ( ) : 5x y 13 = 0 . Tìm phép đối xứng qua
trục biến ( ) thành ( ) .
Giải
1 5
Vì ( ) và ( ) cắt nhau . Do đó trục đối xứng (a) của phép đối xứng biến ( ) thành ( ) chính
5 1
là đường phân giác của góc tạo bởi ( ) và ( ) .
<sub></sub> <sub></sub>
1
2
1 2
x y 5 0 (a )
| x 5y 7 | | 5x y 13|
Từ đó suy ra (a) : <sub>x y 1 0 (a )</sub>
1 25 25 + 1
Vậy có 2 phép đối xứng qua các trục ( ) : x y 5 0 , ( ) : x y 1 0
<sub></sub>
a
21 Qua phép đối xứng trục Đ :
1. Những tam giác nào biến thành chính nó ?
2. Những đường trịn nào biến thành chính nó ?
HD :
1. Tam giác có 1 đỉnh trục a , hai đỉnh còn lại đ
2 2
2
ối xứng qua trục a .
2. Đường trịn có tâm a .
22 Tìm ảnh của đường tròn (C) : (x 1) (y 2) 4 qua phép đối xứng trục Oy.
PP : Dùng biểu thức toạ độ ĐS : (C ) : (x 1) (y 2
2
) 4
23 Hai ABC và A B C cùng nằm trong mặt phẳng toạ độ và đối xứng nhau qua trục Oy .
Biết A( 1;5),B( 4;6),C (3;1) . Hãy tìm toạ độ các đỉnh A , B và C .
ÑS : A (1;5), B (4;6) vaø C( 3;1)
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
Hình vng có 4 trục đối xứng , đó là các đường thẳng đi qua 2 đỉnh đối diện và các đường thẳng
đi qua trung điểm của các cặp cạnh đối diện .
Ngũ giác đều co
ù 5 trục đối xứng ,đó là các đường thẳng đi qua đỉnh đối diện và tâm của ngũ giác đều .
Lục giác đều có 6 trục đối xứng , đó là các đường thẳng đi qua 2 đỉnh đối diện và các đường thẳng đi
qua trung điểm của các cặp cạnh đối diện .
d
25 Gọi d là phân giác trong tại A của ABC , B là ảnh của B qua phép đối xứng trục Đ . Khẳng định
nào sau đây sai ?
A. Nếu AB < AC thì B ở trên cạnh AC .
<sub>d</sub>
B. B là trung điểm cạnh AC .
C. Nếu AB = AC thì B C .
D. Nếu B là trung điểm cạnh AC thì AC = 2AB .
ĐS : Nếu B = Đ (B) thì B AC .
A đúng . Vì AB < AC mà AB = AB nên AB < AC B ở trên cạnh AC .
1
B sai . Vì giả thiết bài tốn không đủ khẳng định AB = AC.
2
C đúng . Vì AB = AB mà AB = AC nên AB = AC B C .
a b
Đ<sub>a</sub> Đ<sub>b</sub>
D đúng . Vì Nếu B là trung điểm cạnh AC thì AC=2AB mà AB =AB nên AC=2AB .
26 Cho 2 đường thẳng a và b cắt nhau tại O . Xét 2 phép đối xứng trục Đ và Đ :
AI BI C
. Khẳng định nào sau đây không sai ?
A. A,B,C đường tròn (O, R = OC) .
B. Tứ giác OABC nội tiếp .
C. ABC cân ở B
D. ABC vuông ở B
1 2
HD : A. Khơng sai . Vì d là trung trực của AB OA = OB , d là trung trực
của BC OB = OC OA = OB = OC A,B,C đường tròn (O, R = OC) .
Các câu B,C,D có thể sai .
27 Cho ABC có hai trục đối xứng . Khẳng định nào sau đây đúng ?
A. ABC là vuông B. ABC là vuông cân C. ABC là đều D. ABC là cân .
<sub></sub>
HD : Gỉa sử ABC có 2trục đối xứng là AC và BC
AB = AC
AB AB BC ABC đều .
BC = BA
o
o o o o o o o
28 Cho ABC có A 110 . Tính B và C để ABC
có trục đối xứng .
A. B = 50 vaø C 20 B. B = 45 vaø C 25 C. B = 40 vaø C 30 D. B = C 35
o o
o o o <sub>o</sub>
HD : Chọn D . Vì : ABC có trục đối xứng khi ABC cân hoặc đều
Vì A 110 90 ABC cân tại A , khi đó :
180 A 180 110
B C 35
2 2
29 Trong các hình sau , hình nào có nhiều trục đối xứng nhất ?
A. Hình chữ nhật B. Hình vng C. Hình thoi D. Hình thang cân .
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
31 Trong các hình sau , hình nào có 3 trục đối xứng ?
A. Hình thoi B. Hình vng C. đều D. vuông cân .
ĐS : Chọn C. Vì : đều có 3 trục đối xứng .
32 Trong các hình sau , hình nào có nhiều hơn 4 trục đối xứng ?
A. Hình vng B. Hình thoi C. Hình trịn D. Hình thang cân .
33 Trong các hình sau , hình nào khơng có trục đối xứng ?
A. Hình bình hành B. đều C. cân D. Hình thoi .
ĐS : Chọn A. Vì : Hình bình hành khơng có trục đối xứng .
34 Cho hai hình vuô
ng ABCD và AB C D có cạnh đều bằng a và có đỉnh A chung .
Chứng minh : Có thể thực hiện một phép đối xứng trục biến hình vng ABCD thànhø AB C D .
HD : Gỉa sử : BC B C = E .
<sub></sub>
ÑAE
Ta coù : AB = AB , B B 90 ,AE chung .
EB = EB
ABE = AB F B B
bieát AB = AB I
<sub></sub>
<sub></sub>
ĐAE
Đ<sub>A</sub> Đ<sub>AE</sub>
EC = EC
Mặt khác : C C
AC = AC = a 2
BAB
Ngoài ra : AD = AD và D AE DAE 90
2
D D ABCD AB C D
I
I I
35 Gọi H là trực tâm ABC . CMR : Bốn tam giác ABC , HBC , HAC , HAC có
đường trịn ngoại tiếp bằng nhau .
<sub> </sub>
1 2
1 1 1 2
Ñ<sub>BC</sub> Ñ<sub>BC</sub>
HD :
Ta có : A = C (cùng chắn cung BK )
A = C (góc có cạnh tương ứng ) C = C
CHK cân K đối xứng với H qua BC .
Xét phép đối xứng trục BC .
Ta coù : K <sub>I</sub> H ; B <sub>I</sub> B ;
ĐBC
ĐBC
C C
Vậy : Đường trịn ngoại tiếp KBC Đường tròn ngoại tiếp HBC
I
I
a
36 Cho ABC và đường thẳng a đi qua đỉnh A nhưng khơng đi qua B,C .
a) Tìm ảnh ABC qua phép đối xứng Đ .
b) Gọi G là trọng tâm ABC , Xác định G là ảnh của G qua phép đối xứng Đ<sub>a</sub>.
a
a
a
a
Giải
a) Vì a là trục của phép đối xứng Đ nên :
A a A Đ (A) .
B,C a nên Đ : B B ,C C sao cho a là trung trực của BB ,CC
b) Vì G a nên Đ : G G sao cho a là trung trực
I I
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
37 Cho đường thẳng a và hai điểm A,B nằm cùng phía đối với a . Tìm trên đường
thẳng a điểm M sao cho MA+MB ngắn nhất .
Giải : Xét phép đối xứng Đ : A<sub>a</sub> A .
M a thì MA = MA . Ta c I
ó : MA + MB = MA + MB A B
Để MA + MB ngắn nhất thì chọn M,A,B thẳng hàng
Vậy : M là giao điểm của a và A B .
38 (SGK-P13)) Cho góc nhọn xOy và M là một điểm bên trong góc đó . Hãy
tìm điểm A trên Ox và điểm B trên Oy sao cho MBA có chu vi nhỏ nhất .
Giải
Gọi N = Đ<sub>Ox</sub>(M) và P = Đ<sub>Ox</sub>(M) . Khi
đó : AM=AN , BM=BP
Từ đó : CVi = MA+AB+MB = NA+AB+BP NP
( đường gấp khúc đường thẳng )
MinCVi = NP Khi A,B lần lượt là giao điểm của NP với Ox,Oy .
39 Cho ABC cân tại A với đường cao AH . Biết A và H cố định . Tìm tập hợp
điểm C trong mỗi trường hợp sau :
a) B di động trên đường thẳng .
b) B di động trên đường trò
n tâm I, bán kính R .
Giải
a) Vì : C = Đ<sub>AH</sub>(B) , mà B nên C với = Đ<sub>AH</sub>( )
Vậy : Tập hợp các điểm C là đường thẳng
b) Tương tự : Tập hợp các điểm C là đường tròn tâm J , bán kính R là ảnh của
đường tròn (I) qua Đ<sub>AH</sub> .
<i><b>Vấn đề 4 </b></i><b>: PHÉP ĐỐI XỨNG TÂM </b>
<b>A , KIẾN THỨC CƠ BẢN </b>
1 ĐN : Phép đối xứng tâm I là một phép dời hình biến mỗi điểm M thành điểm M đối xứng với M qua I.
Phép đối xứng qua một điểm còn gọi là phép đối tâm .
Điểm I gọi là tâm của của phép đối xứng hay đơn giản là tâm đối xứng .
Kí hiệu : Đ (M) M<sub>I</sub> IM IM .
Nếu M I thì M I
Nếu M I thì M Đ (M)<sub>I</sub> I là trung trực của MM .
ĐN :Điểm I là tâm đối xứng của hình H Đ (H) H.<sub>I</sub>
Chú ý : Một hình có thể khơng có tâm đối xứng .
<b> </b>
I
Ñ
2 Biểu thức tọa độ : Cho I(x ;y ) và phép đối xứng tâm I : M(x;y)<sub>o o</sub> M Đ (M) (x ; y ) thì <sub>I</sub>
x = 2x<sub>o</sub> x
y 2y<sub>o</sub> y
3 Tính chất :
1. Phép đối xứng tâm bảo tồn khoảng cách giư
I
õa hai điểm bất kì .
2. Biến một tia thành tia .
3. Bảo tồn tính thẳng hàng và thứ tự của các điểm tương ứng .
4. Biến một đoạn thẳng thành đoạn thẳng bằng nó .
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
8. Đường trịn thành đường trịn bằng nó . ( Tâm biến thành tâm : I<sub>I</sub> I , R = R )
B . BAØI TẬP
1 Tìm ảnh của các điểm sau qua phép đối xứng tâm I :
1) A( 2;3) , I(1;2) A (4;1)
2) B(3;1) , I( 1;2) B ( 5;3)
3) C(2;4) , I(3;1) C (4; 2)
Giaûi :
x 1 3 x 4
a) Gỉa sử : A Đ (A) <sub>I</sub> IA IA(x 1;y 2) ( 3;1)<sub></sub><sub>y 2</sub><sub></sub> <sub>1</sub><sub></sub><sub>y 1</sub><sub></sub> A (4;1)
2 Tìm ảnh của các đường thẳng sau qua phép đối xứng tâm I :
1) ( ) : x 2y 5 0,I(2; 1) ( ) : x 2y 5 0
2) ( )
: x 2y 3 0,I(1;0) ( ) : x 2y 1 0
3) ( ) : 3x 2y 1 0,I(2; 3) ( ) : 3x 2y 1 0
Giải
PP : Có 3 cách
Cách 1: Dùng biểu thức toạ độ
Cách 2 : Xác định dạng // , rồi dùng công thức tính khoảng cách d( ; ) .
Cách 3: Lấy bất kỳ A,B , rồi tìm ảnh A ,B
<sub></sub> <sub></sub>
I
A B
Đ x 4 x x 4 x
1) Cách 1: Ta coù : M(x;y) M
y 2 y y 2 y
I
I
Vì M(x;y) x 2y 5 0 (4 x ) 2( 2 y ) 5 0 x 2y 5 0
M (x ;y ) : x 2y 5 0
Đ
Vậy : ( ) ( ) : x 2y 5 0
Caùch 2 : Gọi = Đ ( )I <sub>I</sub> song song
<sub> </sub>
: x + 2y + m = 0 (m 5) .
|5| | m | m 5 (loại)
Theo đề : d(I; ) = d(I; ) 5 | m |
m 5
2 2 2 2
1 2 1 2
( ) : x 2y 5 0
Cách 3: Lấy : A( 5;0),B( 1; 2) A (9; 2),B (5; 0) A B : x 2y 5 0
3 Tìm ảnh của các đường trịn sau qua phép đối xứng tâm I :
2 2 2 2
1) (C) : x (y 2) 1,E(2;1) (C ) : (x 4) y 1
2
2) (C) : x
2 2 2
y 4x 2y 0,F(1;0) (C ) : x y 8x 2y 12 0
đ / nghiã hay biểu thức toạ độ
2
3) (P) : y = 2x x 3 , taâm O(0;0) .
E
2
(P ) : y = 2x x 3
HD : a) Co ù2 cách giải :
Cách 1: Dùng biểu thức toạ độ .
Đ
Cách 2 : Tìm tâm I I ,R R (ña õcho) .
b) Tương tự .
4 Cho hai điểm A và B .Cho biết phép biến đổi M thàn
I
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
<sub></sub>
<sub> </sub>
HD :
MA BM
Neáu AMBM là hình bình hành
MB AM
Vì : MM MA AM MA MB (1)
Gọi I là trung điểm của AB . Ta có : IA IB
Từ (1) MM MI
IA MI IB MM 2MI
MI IM M Ñ (M) .<sub>I</sub>
5 Cho ba đường tròn bằng nhau (I ;R),(I ;R),(I ;R) từng đôi tiếp<sub>1</sub> <sub>2</sub> <sub>3</sub>
xúc nhau tại A,B,C . Gỉa sử M là một điểm trên
A B C I1
(I ;R) , ngồi ra : <sub>1</sub>
Đ
Đ
Đ Ñ
M<sub>I</sub> N ; N<sub>I</sub> P ; P<sub>I</sub> Q . CMR : M<sub>I</sub> Q .
A A A
HD :
Do (I ;R) tiếp xúc với (I ;R) tại A , nên : <sub>1</sub> <sub>2</sub>
Ñ Ñ Ñ
M<sub>I</sub> N ;I<sub>1</sub><sub>I</sub> I <sub>2</sub> MI<sub>1</sub><sub>I</sub> NI<sub>2</sub> MI<sub>1</sub> NI (1)<sub>2</sub>
B B B
C C C
Do (I ;R) tiếp xúc với (I ;R) tại B , nên : <sub>2</sub> <sub>3</sub>
Ñ Ñ Ñ
N P ;I<sub>2</sub> I <sub>3</sub> NI<sub>2</sub> PI<sub>3</sub> NI<sub>2</sub> PI (2)<sub>3</sub>
Do (I ;R) tiếp xúc với (I ;R) tại C , nên : <sub>3</sub> <sub>1</sub>
Ñ Ñ Ñ
P Q ;I<sub>3</sub> I <sub>1</sub> PI<sub>3</sub>
I I I
I I I
1
QI<sub>1</sub> PI<sub>3</sub> QI (3)<sub>1</sub>
Từ (1),(2),(3) suy ra : MI<sub>1</sub> QI<sub>1</sub> M Đ (Q) .<sub>I</sub>
5 Cho ABC là tam giác vuông tại A . Kẻ đường cao AH . Vẽ phía
ngồi tam giác hai hình vng ABDE và ACFG .
a) Chứng minh tập hợp 6 điểm B,C,F,G,E,D co ùmột trục đối xứng .
b) Gọi K là trung điểm của EG . Chứng minh K ở trên đường thẳn
g AH .
c) Gọi P = DE FG . Chứng minh P ở trên đường thẳng AH .
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
<sub></sub> <sub></sub>
DF DF DF DF
DF
HD :
a) Do : BAD 45 vaø CAF 45 nên ba điểm D,A,F thẳng hàng .
Đ Đ Đ Đ
Ta coù : A A ; D D ; F F ; C G ;
Ñ
B E (Tính chất hình vuông ).
Vaäy : Taäp
l l l l
l
hợp 6 điểm B,C,F,G,E,D co ù trục đối xứng chính là đường thẳng DAF .
b) Qua phép đối xứng trục DAF ta có : ABC = AEG nên BAC AEG.
Nhưng : BCA AGE ( 2 đối xứng = )
AGE A (do KAG cân tại K) . Suy ra : A <sub>2</sub> <sub>1</sub>A <sub>2</sub> K,A,H thẳng hàng K ở trên AH .
c) Tứ giác AFPG là một hình chữ nhật nên : A,K,P thẳng hàng . (Hơn nữa K là trung điểm của AP )
<sub></sub>
Vậy : P ở trên PH .
d) Do EDC = DBP neân DC = BP .
DC = BP
Ta coù : DB = AB BDC ABP CD BP BCD APB nhưng hai góc này có cặp
BC = AP
cạnh : BC AP cặp cạnh cò
n lại : DC BP.
Lý luận tương tự , ta có : BF CP.
e) Ta có : BCP . Các đường thẳng AH, CD và BF chính là ba đường cao của BCP nên đồng qui .
2AB
6 Cho hai điểm A và B và gọi Đ và Đ lần lượt là hai phép đối xứng tâm A và B .<sub>A</sub> <sub>B</sub>
a) CMR : Đ<sub>B</sub> Đ<sub>A</sub> T .
b) Xác định Đ<sub>A</sub> Đ .<sub>B</sub>
HD : a) Gọi M là một điểm bất kỳ , ta có :
M
A
B
Ñ
M : MA AM
Ñ
M M : MB BM . Nghóa là : M = Ñ<sub>B</sub> Ñ (M), M (1)<sub>A</sub>
I
I
B A
Ñ Ñ
Ta chứng minh : M M :
Biết : MM MM M M
Maø : MM 2MA vaø M M 2M B
Vaäy : MM 2MA 2M B 2MA 2M A 2AB
Vì : MA
I
<sub></sub>
2AB
AM neân MA M A 0 . Suy ra : MM 2AB M T (M), M (2)
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
7 Chứng minh rằng nếu hình (H) có hai trục đối xứng vng góc với nhau thì
(H) có tâm đối xứng .
HD : Dùng hình thoi
Gỉa sử hình (H) có hai trục đối xứng vng góc với nhau
.
Lấy điểm M bất kỳ thuộc (H) và M<sub>1</sub> Đ (M) , M<sub>a</sub> <sub>2</sub> Đ (M ) . Khi đó , theo<sub>b</sub> <sub>1</sub>
định nghĩa M ,M<sub>1</sub> <sub>2</sub> (H) .
Goïi O = a b , ta có : OM = OM và MOM<sub>1</sub> <sub>1</sub> 2AOM <sub>1</sub>
OM = OM vaø M<sub>1</sub> <sub>2</sub>
OM 2M OB
1 2 1
Suy ra : OM = OM vaø MOM<sub>2</sub> <sub>1</sub> M OM<sub>1</sub> <sub>2</sub> 2(AOM +M OB)<sub>1</sub> <sub>1</sub>
hay MOM<sub>1</sub> 2 90 180
Vaäy : O là trung điểm của M và M . <sub>2</sub>
Do đó : M<sub>2</sub> Đ (M), M (H),M<sub>O</sub> <sub>2</sub> (H) O là tâm đối xứng của (H) .
8 Cho
N
ABC có AM và CN là các trung tuyến . CMR : Nếu BAM BCN = 30 thì ABC đều .
HD :
Tứ giác ACMN có NAM NCM 30 nên nội tiếp đtrịn tâm O, bkính R=AC và MON 2NAM 60 .
Đ
Xét : A<sub>I</sub> B (O)<sub>I</sub>
<sub> </sub>
N
M M
Ñ
(O ) thì B (O ) vì A (O) .<sub>1</sub> <sub>1</sub>
Đ Đ
C B (O) (O ) thì B (O ) vì C (O) .<sub>2</sub> <sub>2</sub>
OO<sub>1</sub> OO<sub>2</sub> 2R
Khi đó , ta có : OO O là tam giác đều .<sub>1 2</sub>
MON 60
Vì O B O B R R 2R O O nên B là trung điể<sub>1</sub> <sub>2</sub> <sub>1 2</sub>
I I
m O O .<sub>1 2</sub>
Suy ra : ABC OO O (Vì cùng đồng dạng với BMN) .<sub>1 2</sub>
Vì OO O là tam giác đều nên ABC là tam giác đều .<sub>1 2</sub>
<i><b>Vấn đề 5 </b></i><b>: PHÉP QUAY </b>
<b>A. KIẾN THỨC CƠ BẢN </b>
1 ĐN : Trong mặt phẳng cho một điểm O cố định và góc lượng giác . Phép biến hình biến mỗi điểm
M thành điểm M sao cho OM = OM và (OM;OM ) = được gọi là phép quay tâm O với
Phép quay hoàn toàn xác định khi biết tâm và góc quay
Kí hiệu : Q .<sub>O</sub>
goùc quay .
Chú ý : Chiều dương của phép quay chiều dương của đường tròn lựơng giác .
2k
Q phép đồng nhất , k
(2k+1)
Q phép đối xứng tâm I , k
2 Tính chất :
ĐL : Phép quay
là một phép dời hình .
HQ :
1.Phép quay biến ba điểm thẳng hàng thành ba điểm thẳng hàng và bảo toàn thứ tự của các điểm tương
ứng .
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
(O ; )
Q Q
5. Tam giác thành tam giác bằng nó . (Trực tâm trực tâm , trọng tâm trọng tâm )
Q
6. Đường trịn thành đường trịn bằng nó . ( Tâm biến thành tâm : I I , R
I I
I = R )
7. Góc thành góc bằng nó .
B. BÀI TẬP
<sub></sub>
(O ; )
/
1 Trong mặt phẳng Oxy cho điểm M(x;y) . Tìm M = Q<sub>(O ; )</sub>(M) .
HD :
x = rcos
Gọi M(x;y) . Đặt : OM = r , góc lượng giác (Ox;OM) = thì M
y = rsin
Q <sub>/</sub> <sub>/</sub>
Vì : M<sub>I</sub> M . Gọi M (x ;y ) thì đo
/ /
ä daøi OM = r vaø (Ox;OM ) = + .
Ta coù :
x = rcos( + ) = acos .cos asin .sin x cos ysin .
y = rsin( + ) = asin .cos acos .sin xsin y cos .
x = x cos ysin
/
Vaäy : M
y = xsin y cos
<sub> </sub>
<sub> </sub>
(O ; )
(I ; )
o o
(I ; )
o o
Đặc biệt :
Q <sub>//</sub> <sub>x = x cos</sub> <sub>ysin </sub>
M M
y = xsin y cos
Q <sub>/</sub> <sub>x x = (x x )cos</sub><sub>o</sub> <sub>o</sub> <sub>(y y )sin </sub><sub>o</sub>
M M
y y = (x x )sin (y y )cos
I(x ;y ) <sub>o</sub> <sub>o</sub> <sub>o</sub>
Q
M
I(x ;y )
I
I
I
<sub> </sub>
x x = (x x )cos (y y )sin
// o o o
M
y y = (x x )sin<sub>o</sub> <sub>o</sub> (y y )cos<sub>o</sub>
(O ; 45 )
2 Trong mpOxy cho pheùp quay Q . Tìm ảnh của :
(O;45 )
2 2
a) Điểm M(2;2) b) Đường tròn (C) : (x 1) + y = 4
Q
/ / /
Giải . Gọi : M(x;y) <sub>I</sub> M (x ;y ) . Ta coù : OM = 2 2, (Ox; OM)
=
x = rcos( +45 ) r cos .cos45 rsin .sin 45 x.cos45 y.sin 45
/
Thì M
y = rsin( +45 ) rsin .cos45 r cos .sin 45 y.cos45 x.sin 45
<sub></sub>
2 2
x = x y
/ 2 2
M
2 2
y = x y
2 2
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
(O ; 45 )
(O ; 45 )
(O ; 45 )
Q
/
a) A(2;2) A (0 ;2 2)
Q <sub>/</sub>
Tâm I(1;0) <sub> Tâm I ?</sub>
b) Vì (C) : <sub> Bk : R = 2</sub> (C ) :
Bk : R = R = 2
Q
2 2 2 2
/ 2 2
I(1;0) I ( ; ) . Vaäy : (C ) : (x ) + (y ) =
2 2 2 2
I
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
<b> </b>
<b>- 24 - </b>
1 3
x = x y
2 2
3 Trong mpOxy cho phép biến hình f : . Hỏi f là phép gì ?
3 1
y = x y
2 2
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
Giải
x = x cos ysin
3 3
Ta có f : M(x;y) M (x ;y ) với f là phép quay Q
y = xsin y cos <sub>3</sub>
3 3
I
4 Trong mpOxy cho đường thẳng ( ) : 2x y+1= 0 . Tìm ảnh của đường thẳng qua :
a) Phép đối xứng tâm I(1; 2). b) Phép quay Q .
(O;90 )
Giải
a) Ta có : M (x ;y ) = Đ (M) thì biểu thức <sub>I</sub>
x 2 x x 2 x
tọa độ M <sub>y</sub> <sub>4 y</sub> <sub>y</sub> <sub>4 y</sub>
Vì M(x;y) ( ) : 2x y+1= 0 2(2 x ) ( 4 y ) 1 0 2x y 9 0
M (x ;y ) ( ) : 2x y 9 0
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
I
(O;90 )
Đ
Vậy : ( ) ( ) : 2x y 9 0
Q
b) Cách 1 : Gọi M(x;y) M (x ;y ) . Đặt (Ox ; OM) = , OM = r ,
Ta coù (Ox ; OM ) = + 90 ,OM r .
x = rcos
Khi đó : M <sub>y </sub>
I
I
(O;90 )
(
Q
x r cos( 90 ) rsin y x y
M
= rsin <sub>y rsin(</sub> <sub>90 ) rcos</sub> <sub>x</sub> y x
Vì M(x;y) ( ) : 2(y ) ( x ) + 1 = 0 x 2y + 1 = 0 M (x ;y ) ( ) : x 2y 1 0
Q
Vaäy : ( )
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub> </sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub> </sub> <sub> </sub> <sub></sub> <sub> </sub>
I
I O;90 ) ( ) : x 2y 1 0
(O;90 )
(O;90 )
(O;90 )
Q
Caùch 2 : Laáy : M(0;1) ( ) M ( 1;0) ( )
Q
1 1
N( ;0) ( ) N (0; ) ( )
2 2
Q
( ) ( ) M N : x 2y 1 0
I
I
I
<sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
<sub></sub>
(O;90 )
(O;90 )
Q <sub>1</sub>
Caùch 3 : Vì ( ) ( ) ( ) ( ) mà hệ số góc : k 2 k
2
Q
M(0;1) ( ) M (1;0) ( )
Qua M (1;0)
( ) : <sub> hsg ; k =</sub> 1 ( )
2
I
I
: x 2y 1 0
5 Trong mặt phẳng toạ độ Oxy cho A(3;4) . Hãy tìm toạ độ điểm A là ảnh
o
của A qua phép quay tâm O góc 90 .
HD :
Gọi B(3;0),C(0;4) lần lượt là hình chiếu của A lên các trục Ox,
Oy . Pheùp
o
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
<sub> </sub>
6 Trong mặt phẳng toạ độ Oxy . Tìm phép quay Q biến điểm A( 1;5)
thành điểm B(5;1) .
OA OB 26
HD : Ta coù : OA ( 1;5) vaø OB (5;1)
OA.OB 0 OA OB
B = Q
(<sub>O ; 90 )</sub> (A) .
7 Trong mặt phẳng toạ độ Oxy , cho điểm M(4;1) . Tìm N = Q (M) .
(O ; 90 )
Vì N = Q (M) (OM;ON) 90 OM.ON = 0 4x+y = 0 y= 4x (1)
(O ; 90 )
2 2
Do : OM ON x y 16 1 17 (2) .
Giải (1) và
(2) , ta coù : N(1; 4) hay N( 1;4) .
Thử lại : Điều kiện (OM;ON) 90 ta thấy N( 1;4) thoả mãn .
<sub></sub> <sub> </sub>
8 a)Trong mặt phẳng toạ độ Oxy , cho điểm A(0;3) . Tìm B = Q (A) .
(O ; 45 )
HD : Phép quay Q biến điểm A Oy thành điểm B đt : y x,ta có :
(O ; 45 )
x<sub>B</sub> y<sub>B</sub> 0 <sub>2</sub> <sub>2</sub>
. Maø OB = x<sub>B</sub> y<sub>B</sub> 3 x
OA OB 3
o
3 <sub>B(</sub> 3 <sub>;</sub> 3 <sub>).</sub>
B <sub>2</sub> <sub>2</sub> <sub>2</sub>
4 3 3 3 4 3
b) Cho A(4;3) . Tìm B = Q (A) B ( ; )
(O;60 ) 2 2
2 2
9 Cho đường tròn (C) : (x 3) (y 2) 4 . Tìm (C ) = Q (C) .
(O ; 90 )
2 2
HD : Tìm ảnh của tâm I : Q (I) I ( 2;3) (C ) : (x 2) (y 3) 4 .
(O ; 90 )
2 2
10 Cho đường tròn (C) : (x 2) (y 2 3) 5 . Tìm (C ) =
Q (C) .
(O ; 60 )
2 2
HD : Tìm ảnh của tâm I : Q (I) I ( 2;2 3) (C ) : (x 2) (y 2 3) 5 .
(O ; 60 )
2 2
11 Cho đường tròn (C) : (x 2) (y 2) 3 . Tìm (C ) = Q (C) .
(O ; 45 )
2 2
HD : Tìm ảnh của tâm I : Q (I) I (1 2;1 2) (C ) : (x 1 2) (y 1 2) 3 .
(O ; 45 )
12 [CB-P19] Trong mặt phẳng toạ độ Oxy , cho điểm A(2;0) và đường thẳng (d) : x + y 2 = 0.
Tìm ảnh của A và (d) qua phép quay Q .
(O ; 90 )
HD :
Ta có : A(2;0) Ox . Gọi B = Q (
(O ; 90 )
A) thì B Oy và OA = OB .
Vì toạ độ A,B thoả mãn pt (d) : x + y 2 = 0 nên A,B (d) .
Do B = Q (A) và tương tự Q (A) = C( 2;0)
(O ; 90 ) (O ; 90 )
x y x y
neân Q (d) = BC (BC) : 1
(O ; 90 ) x<sub>C</sub> y<sub>C</sub> 2 2
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
13 Cho (d) : x 3y 1 = 0 . Tìm = Q (d) . ( ) : 3x y 1 0
(O ; 90 )
14 Cho (d) : 2x y 2 = 0 . Tìm = Q (d) .
(O ; 60 )
1 3
aûnh
HD : d Ox = A(1;0) , d Oy = B(0;2) A ( ; ),B ( 3;1)
2 2
( ) : ( 3 2)x (2 3 1)y 4 0
15 Cho tam giác đều ABC có tâm O và phép quay Q .
(O;120 )
a) Xác định ảnh của các đỉnh A,B,C .
b) Tìm ảnh của ABC qua phép quay Q
(O;120 )
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Giải
a) Vì OA = OB = OC và AOC BOC COA 120 neân Q : A B,B C,C A
(O;120 )
b) Q : ABC ABC
(O;120 )
I I I
16 [CB-P19] Cho hình vuông ABCD tâm O .
a) Tìm ảnh của điểm C qua phép quay Q .
(A ; 90 )
b) Tìm ảnh của đường thẳng BC qua phép quay Q
(O ; 90 )
HD : a) Gọi E = Q (C) thì AE=AC va
(A ; 90 )
ø CAE 90 neân AEC
vng cân đỉnh A , có đường cao AD . Do đó : D là trung điểm của EC .
b) Ta có : Q (B) C và Q (C) D Q (BC) CD.
(O ; 90 ) (O ; 90 ) (A ; 90 )
17 Cho hình vuông ABCD tâm O . M là trung điểm của AB , N là trung điểm
của OA . Tìm ảnh của AMN qua phép quay Q .
(O;90 )
HD : Q (A) D , Q (M) M laø trung điểm của A
(O;90 ) (O;90 )
D .
Q (N) N là trung điểm của OD . Do đó : Q ( AMN) DM N
(O;90 ) (O;90 )
18 [ CB-1.15 ] Cho hình lục giác đều ABCDEF , O là tâm đường trịn ngoại tiếp của nó . Tìm ảnh của
OAB qua phép dời hình có được bằng cách thực hiện liên tiếp phép quay tâm O
OE
OE <sub>(O;60 )</sub>
(O;60 ) (O;60 ) (O;60 )
OE OE OE
, góc 60 và phép
tịnh tiến T .
HD :
Gọi F = T Q . Xeùt :
Q (O) O,Q (A) B,Q (B) C .
T (O) E,T (B) O,T (C) D
Vaäy : F(O) = E , F(A) = O ,
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
19 Cho hình lục giác đều ABCDEF theo chiều dương , O là tâm đường tròn ngoại tiếp của nó . I là
trung điểm của AB .
a) Tìm ảnh của AIF qua phép quay Q .
(O ; 120 )
b) Tìm ả
<sub></sub>
nh của AOF qua pheùp quay Q .
(E ; 60 )
HD :
a) Q biến F,A,B lần lượt thành B,C,D , trung điểm I
(O ; 120 )
thành trung điểm J của CD neân Q ( AIF) CJB .
(O ; 120 )
b) Q bieán
(E ; 60 )
A,O,F lần lượt thành C,D,O .
15 Cho ba điểm A,B,C theo thứ tự trên thẳng hàng . Vẽ cùng một phía dựng hai tam giác đều ABE và
BCF . Gọi M và N tương ứng là hai trung điểm của AF và CE . Chứng minh rằng : BMN là tam giác đều .
HD :
Xeùt phép quay Q<sub>(B; 60 )</sub>.Ta có : Q<sub>(B; 60 )</sub>(A) E , Q<sub>(B; 60 )</sub>(F) C
Q<sub>(B; 60 )</sub>(AF) EC .
Do M là trung điểm của AF , N là trung điểm của EC , nên :
<sub></sub>
= BN và MBN 60 BMN là tam giác đều .
21 [ CB-1.17 ] Cho nửa đường trịn tâm O đường kính BC . Điểm A chạy trên nửa đường trịn đó .
Dựng về phía ngồi của ABC hình vng ABEF . Chứng minh rằng : E chạy
trên nửa đ
ường cố định .
HD : Gọi E = Q (A) . Khi A chạy trên nửa đường tròn (O) ,
(B;90 )
E sẽ chạy trên nửa đường tròn (O ) = Q [(O)] .
(B;90 )
22 Cho đường (O;R) và đường thẳng không cắt đường tròn . Hãy
dựng ảnh của ( ) qua phép quay Q .
(O ; 30 )
Giải
Từ O hạ đường vng góc OH với . Dựng điểm H sao cho
(OH
;OH ) = 30 và OH = OH . Dựng đường tròn qua 3 điểm O,H,H ;
đường tròn này cắt tại điểm L . Khi đó LH là đường thẳng phải dựng .
23 Cho đường thẳng d và điểm O cố định không thuộc d , M là điểm
di động trên d . Hãy tìm tập hợp các điểm N sao cho OMN đều .
Giải : OMN đều OM ON và NOM 60 . Vì vậy khi M chạ
y trên d thì :
N chạy trên d là ảnh của d qua phép quay Q .
(O;60 )
N chạy trên d là ảnh của d qua phép quay Q
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
24 Cho hai đường tròn (O) và (O ) bằng nhau và cắt nhau ở A và B .
Từ điểm I cố định kẻ cát tuyến di động IMN với (O) , MB và NB cắt
(O ) tại M và N . Chứng minh đường thẳng
M N luôn luôn đi qua một
điểm cố định.
Giải
Xét phép quay tâm A , góc quay (AO; AO ) = biến (O) thành (O ) .
Vì MM và NN qua B nên (AO;AO ) = (AM;AM ) = (AN;AN ) .
Qua pheùp quay Q : M<sub>I</sub>
<sub></sub>
(A; )
M , N N và do đó
Q
MN M N
Đường thẳng MN qua điểm cố định I nên đường thẳng M N qua
điểm cố định I là ảnh của I qua Q(A; )
I
I
25 Cho hai hình vuông ABCD và BEFG
a) Tìm ảnh của ABG trong phép quay Q .
(B; 90 )
b) Gọi M,N lần lượt là trung điểm của AG và CE .
Chứng minh BMN vng cân .
Giải
BA BC
a) Vì
(BA;
BG BE
vaø
BC) 90 (BG;BE) 90
Q : A C,G E Q : ABG CBE
(B; 90 ) (B; 90 )
b) Q : AG CE Q : M N BM BN vaø (BM;BN) = 90
(B; 90 ) (B; 90 )
BMN vuông cân tại B .
I I
I
26 Cho ABC . Qua điểm A dựng hai tam giác vuông cân ABE và ACF . Gọi M là trung điểm của BC
và giả sử AM FE = H . Chứng minh : AH là đường cao của AEF .
HD :
Xét phép quay Q : Kéo dài FA một đoạn AD = AF .
(A;90 )
Vì AF = AC AC = AD nên suy ra : Q biến B , C lần lượt thành E , D
(A;90 )
Đ/nghó
nên gọi trung điểm K của DE thì K= Q (M)
(A;90 )
a MA AK (1) .
Trong DEF , vì AK là đường trung bình nên AK // FE (2)
Từ (1),(2) suy ra : AM FE AH là đường cao của AEF .
27 Cho hình vng ABCD có cạnh bằng 2 và có các đỉnh vẽ theo chiều
dương . Các đường chéo cắt nhau tại I. Trên cạnh BC lấy BJ = 1 . Xác định
phép biến đổi AI thành BJ .
HD
AB 2
: Ta coù : AI= 1 AI BJ . Lại có : (AI,BJ) 45 .
BJ = Q (AI) . Tâm O = ttrực của AB cung chứa góc 45 đi
(O;45 )
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
<b> </b>
<b>- 29 - </b>
28 [CB-1.18] Cho ABC . Dựng về phía ngồi của tam giác các hình vng BCIJ,ACMN,ABEF
và gọi O,P,Q lần lượt là tâm đối xứng của chúng .
a) Gọi D là trung điểm của AB . Chö
ùng minh rằng : DOP vuông cân tại D .
b) Chứng minh rằng : AO PQ và AO = PQ .
HD :
a) Vì : AI = Q (MB) MB = AI và MB AI .
(C;90 )
Mặt khác : DP 1 BM , DO
2 AI
DP = vaø DO DOP vuông cân tại D .
(D;90 ) (D;90 )
b) Từ câu a) suy ra :
Q Q
O <sub>I</sub> P,A <sub>I</sub> Q OA và PQ.
29 Cho ABC có các đỉnh kí hiệu theo hướng âm . Dựng
về phía ngồi tam giác đó các hình vng ABDE và BCKF .
Gọi P là trung điểm của AC , H là điểm đối xứng của D qua B ,
M là tr
ung điểm của đoạn FH .
a) Xác định ảnh ủa hai vectơ BA và BP trong phép quay Q .
(B;90 )
b) Chứng minh rằng : DF BP và DF = 2BP .
HD :
BA = BH (cùng bằng BD)
a) Ta coù :
(BA;BH) = 90
90 90
H Q<sub>B</sub> (A) BH Q<sub>B</sub> (BA)
90 90 90
Vì : Q<sub>B</sub> (A) H,Q<sub>B</sub> (C) F Q<sub>B</sub> (AC) HF .
90 90
Mà : F là trung điểm của AC , Q<sub>B</sub> (F) M là trung điểm của HF . Do đó : Q<sub>B</sub> (BP) BM
.
90
b) Vì : Q<sub>B</sub> (BP) BM BP BM,BP BM .
1 1
Mà : BM = DF và BM // DF (Đường trung bình của HDF ). Do đó : BP = DF , DF BP .
2 2
30 Cho tứ giác lồi ABCD . Về phía ngồi tứ giác dựng các tam giác đều ABM , CDP . Về phía trong
tứ giác, dựng hai tam giác đều BCN và ADK . Chứng minh : MNPK là hình bình hành .
H
(B;90 )
(D;90 )
60
D : Xeùt pheùp quay Q<sub>B</sub> : M A , N C
Q
MN AC MN AC (1)
60
Xeùt pheùp quay Q<sub>D</sub> : P C , K A
Q
PK CA PK CA (2)
Từ (1) , (2) suy ra : MN = PK .
Lí luận , tươ
I I
I
I I
I
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
(B;60 ) (B;60 )
31 Cho ABC . Về phía ngồi tam giác , dựng ba tam giác đều
BCA ,ACB ,ABC . Chứng minh rằng : AA ,BB ,CC đồng quy .<sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub>
Q Q
Gỉa sử AA<sub>1</sub> CC<sub>1</sub> I . Xét : A<sub>1</sub> C,A C<sub>1</sub>
A A<sub>1</sub>
I I
I
(B;60 )
Q
CC<sub>1</sub> (A A;CC ) 60<sub>1</sub> <sub>1</sub> AIC<sub>1</sub> 60 (1)
Lấy trên CC điểm E sao cho : IE = IA . Vì EIA 60<sub>1</sub> EIA đều .
<sub></sub> <sub></sub>
(A; 60 ) (A; 60 ) (A; 60 )
Q Q Q
Xeùt : B C ,I<sub>1</sub> E , B<sub>1</sub> C
Vì : C ,E,C thẳng hàng nên B,I,B thẳng hàng <sub>1</sub> <sub>1</sub>
AA ,BB ,CC đồng quy .<sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub>
I I I
32 Chứng minh rằng các đoạn thẳng nối tâm các hình vng dựng
trên các cạnh của một hình bình hành về phía ngồi , hợp thành
một hình vng .
HD : Gọi I ,I ,I ,I là tâm của<sub>1 2 3 4</sub>
(I;90 )
hình vuông cạnh AB,BC,CD,DA .
Dùng phép quay Q(I;90 ) : B C . Vì I BA<sub>1</sub> I CD<sub>3</sub>
CI<sub>3</sub> BI vaø DCI<sub>1</sub> <sub>3</sub> ABI<sub>1</sub> 45 . Mà DC // AB CI<sub>3</sub> BI<sub>1</sub>
Q
Vậy : I<sub>3</sub> I<sub>1</sub> I I<sub>2 1</sub> I I vaø I I<sub>2 3</sub> <sub>2 1</sub> I I .<sub>2 3</sub>
Lý luận tương t
I
I
ự , ta có : I I I I là một hình vng .<sub>1 2 3 4</sub>
<i><b>Vấn đề 6 </b></i><b>: HAI HÌNH BẰNG NHAU </b>
<b>A.</b> <b>KIẾN THỨC CƠ BẢN </b>
1 ĐL : Nếu ABC và A B C là hai tam giác bằng nhau thì có phép dời hình biến ABC thành A B C .
2 Tính chất :
1. Nếu thực hiện liên tiếp hai phép dời hình thì được một phép dời hình .
2. Hai hình gọi là bằng nhau nếu có phép dời hình biến hình này thành hình kia .
<b>B.</b> <b>BÀI TẬP </b>
1 Cho hình chữ nhật ABCD . Gọi E,F,H,I theo thứ tự là trung điểm của các cạnh
AB,CD,BC,EF. Hãy tìm một phép dời hình biến AEI thành FCH .
HD :
Thực hiện liên tiếp phép tịnh tie
án theo AE và phép đối xứng qua đường thẳng IH
T <sub>AE</sub>: A<sub>I</sub> E,E<sub>I</sub> B,I<sub>I</sub> H T<sub>AE</sub>( AEI) EBH
Ñ<sub>IH</sub>: E F,B C,H H Ñ ( EBH)<sub>IH</sub> FCH
Ñ<sub>IH AE</sub>: T ( AEI) FCH
Do đó : Đ<sub>IH</sub> T<sub>AE</sub>( AEI) FCH AEI FCH
I I I
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
2 Cho hình chữ nhật ABCD . Gọi O là tâm đối xứng của nó ; E,F,G,H,I,J theo thứ tự là trung điểm của
các cạnh AB,BC,CD,DA,AH,OG . Chứng minh rằng : Hai hình thang AIOE và GJFC bằng nhau .
HD :
Phép tịnh tiến theo AO biến A,I,O,E lần lượt thành O,J,C,F . Phép đối
xứng qua trục của OG biến O,J,C,F lần lượt thành G,J,F,C.
Từ đó suy ra phép dời hình có được ba
èng cách thực hiện liên tiếp hai
phép biến hình trên sẽ biến hình thang AJOE thành hình thang GJFC .
Do đó hai hình thang ấy bằng nhau .
3 [CB-1.20] Trong mpOxy , cho u = (3;1) và đường thẳng (d) : 2x y = 0 . Tìm ảnh của (d) qua phép
dời hình có được bằng cách thực hiện liên tiếp phép quay Q và phép tịnh tiến
(O;90 ) T .u
(O;90 ) <sub>u</sub>
Q <sub>T</sub>
HD : PP : d d d
Goïi d Q (d) . Vì tâm O d nên Q (O) O d .
(O;90 ) (O;90 )
Maët khaùc : d d d : x 2y C 0 (C 0) mà d qua O nên C = 0 d : x + 2y = 0
Cách khác : Chọn
I I
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
(O;90 )
Q
M(1;2) d M d .
x OM cos( 90 ) x OM cos cos90 OMsin sin90 x x cos90 ysin90
Ta coù : M
y OMsin( 90 ) y OMsin cos90 OM cos sin90 y y cos90 xsin90
I
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub> </sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
x 1cos90 2sin90 x 2 <sub>M ( 2;1)</sub>
y 1
y 2 cos90 1sin90
Goïi d T (d )<sub>u</sub> d // d d : x 2y C 0 .
x x 3 x 3
Goïi O T (O)<sub>u</sub> OO = u O (3;1) .
y y 1 y 1
Vì d O 3 2 C 0
C 5 d : x 2y 5 0
Vaäy :T Q<sub>u</sub> (d) (d ) : x 2y 5 0
(O;90 )
2 2
4 Tìm ảnh của đường trịn (C) : x y 2x 4y 4 0 có được bằng cách thực hiện liên tiếp phép
tịnh tiến theo u = (3; 1) và phép Đ<sub>Oy</sub> .
ÑS : (C ) : (x + 4) 2 (y 3)2 9
2 2
5 Tìm ảnh của đường trịn (C) : x y 6x 2y 6 0 có được bằng cách thực hiện liên tiếp phép
quay Q và phép Đ<sub>Ox</sub> .
(O;90 )
HD : (C) có tâm I(3;1) , bk : R = 2 . Khi đó :
(C) : I(3;1)
(O;90 ) <sub>Ox</sub>
Q <sub>Ñ</sub>
, R = 2 (C ) : I ( 1;3) , R = 2 (C ) : I ( 1; 3) , R = 2
2 2
(C ) :(x + 1) (y 3) 4
I I
6 [CB-P23] Trong mpOxy cho các điểm A( 3;2),B( 4;5) vaø C( 1;3).
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
(O;
Q và phép đối xứng Đ<sub>Ox</sub>. Tìm toạ độ các đỉnh của A B C .<sub>1 1 1</sub>
(O; 90 )
HD :
a) Gọi M,N lần lượt là hình chiếu của A trên Ox,Oy thì
M( 3;0),N(0;2).
Q
Khi đó : Hình chữ nhật OMAN<sub>I</sub>
90 )
(O; 90 )
hcnhật OM A N
với M (0;3),N (2;0).
Do đó : A (2;3) = Q (A) .
(O; 90 )
Ttự : B (5;4) = Q (B),C (3;1) = Q (C) .
(O; 90 ) (O; 90 )
Q
Cách khác : Gỉa sử A<sub>I</sub> A AOA vng c
ân tại O .
Điều đó đúng vì : OA = OA = 13, OA.OA 0 . Làm tương tự cho B,C ta có điều cần chứng minh .
b) Pheùp quay : Q ( ABC) A B C ,Ñ<sub>Ox</sub>( A B C ) A B C<sub>1 1 1</sub>
(O; 90 )
1
1
x<sub>A</sub> x<sub>A</sub> 2
Khi đó : A (2; 3).Ttự : B (5; 4),C (3; 1).<sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub>
y<sub>A</sub> y<sub>A</sub> 3
2
7 Trong mpOxy , cho hai parabol : (P ) : y 2x ,<sub>1</sub>
2
(P ) : y 2x<sub>2</sub> 4x 1. Khẳng định nào sau đây sai ?
2 2
A) y 2x 4x 1 y 2(x 1) 3
B)
<sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub> </sub>
Tịnh tiến sang trái 1 đơn vị rồi xuống dưới 3 đơn vị ta được (P ).<sub>2</sub>
C) (P ) và (P ) bằng nhau .<sub>1</sub> <sub>2</sub>
D) Phép tịnh tiến theo u = (1; 3) biến (P ) thành (P ) . <sub>1</sub> <sub>2</sub> ÑS : B)
8 Trong mpOxy , cho 4 điểm A(2;0),B(4;4),C(0;2) và D( 4;4) .
Khẳng định nào sau đây sai ?
A) Các OAC, OBD là các tam giác vuông cân .
B) Phép quay : OA
B Q(O;90 ) OCD .
C) OAB vaø OCD là hai hình bằng nhau .
D) Tồn tại một phép tịnh tiến biến A thành B và C thaønh D .
ÑS : D)
I
9 Trong mpOxy cho ABC với A( 3;0),B(0;3),C(2;4) . Phép biến hình f biến A thành A ( 1;3) , B
thành B (2;6) , C thành C (4;7) . Khẳng định nào sau đây đúng ?
3
A) f là phép quay Q . B) f là phép đối xứng tâm I( 1; ) .
(O;90 ) 2
C) f là phép tịnh tiến theo vectơ u = (2;3) . D) f là phép đối xứng trục .
ÑS : C)
<i><b>Vấn đề 7 </b></i><b>: PHÉP VỊ TỰ </b>
<b>A.</b> <b>KIẾN THỨC CƠ BẢN </b>
1 ĐN : Cho điểm I cố đinh và một số k 0 . Phép vị tự tâm I tỉ số k .
k
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
k
I
k
2 Biểu thức tọa độ : Cho I(x ;y ) và phép vị tự V .<sub>o o</sub> <sub>I</sub>
x x = k (x x ) x = kx+ (1 k)x
V <sub>k</sub> <sub>o</sub> <sub>o</sub> <sub>o</sub>
M(x;y) M V (M) (x ;y ) thì <sub>I</sub>
y y = k (y y )<sub>o</sub> <sub>o</sub> y = ky+ (1 k)y<sub>o</sub>
<sub></sub> <sub></sub>
I
3 Tính chất :
k k
1. M V (M), N V (N) thì M N = kMN , M N = |k|.MN<sub>I</sub> <sub>I</sub>
2. Biến ba điểm thẳng hàng thành ba điểm thẳng hàng và bảo toàn thứ tự của các điểm tương ứng .
3. Biến một đường thẳng thành một đường thẳng song song hoặc trùng với đường thẳng đã cho .
4. Biến một tia thành tia .
5. Biến đoạn thẳng thành đoạn thẳng mà độ dài được nhân lên |k| .
6. Biến tam giác thành tam giác đồng dạng với nó .
7. Đường trịn có bán kính R thành đường trịn có bán kính R = |k|.R .
8. Biến góc thành góc bằng nó .
<b>B . BÀI TẬP </b>
1 Tìm ảnh của các điểm sau qua phép vị tự tâm I , tỉ số k 0 :
a) A(1;2) , I(3; 1) , k = 2 .
A ( 1;5)
b) B(2; 3),I( 1; 2),k 3 . B ( 10;1)
1
c) C(8;3), I(2;1) , k = .
2
C (5;2)
2 1 1
d) P( 3;2),Q(1;1),R(2; 4) , I O,k = 1/ 3 P (1; ),Q ( ; )
3 3 3
<sub> </sub>
<sub></sub>
<sub> </sub>
(I;2)
2 4
,R ( ; )
3 3
V <sub>x 3</sub> <sub>4</sub>
HD : a) Goïi : A(1;2) A (x ;y ) IA 2IA (x 3;y 1) 2( 2;3)
y 1 6
x 1
A ( 1;5) .
y 5
I
2 Cho ba điểm A(0;3),B(2; 1),C( 1;5) . Tồn tại hay không tồn tại một phép vị tự tâm A , tỉ số k biến
B thành C ?
HD : Gỉa sử tồn tại một phép vị tự tâm A , tỉ số k biến B thà
(A;k)
nh C .
V <sub>1 k(2)</sub> <sub>1</sub>
Khi đó : B C AC kAB k
2 k( 4) 2
Vậy : Tồn tại phép vị tự V <sub>1</sub> : B C .
(A; )
2
3 Cho ba điểm A( 1;2),B(3;1),C(4;3) . Tồn tại hay không tồn ta
<sub> </sub>
I
I
(A;k)
ïi một phép vị tự tâm A , tỉ số k biến
B thành C ?
HD : Gỉa sử tồn tại một phép vị tự tâm A , tỉ số k biến B thành C .
V
Khi đó : B C AC kAB (1) .
AC (5;4),
I
(A;k)
(1) 5 4k k 5 / 4
AB (4;1) <sub>1 k</sub> <sub>k</sub> <sub>1</sub> he ävô nghiệm AC kAB, k
V
Vậy : Không tồn tại phép vị tự B C
<sub></sub> <sub></sub>
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
4 Cho OMN . Dựng ảnh của M,N qua phép vị tự
tâm O , tỉ số k trong mỗi trường hợp sau :
1 3
a) k = 3 b) k = c) k =
2 4
Giaûi
3
a) Phép vị tự V : M<sub>O</sub> M
I , N N thì ta có OM 3OM,ON 3ON
b) Phép vị tự V<sub>O</sub> : M H , N K thì HK là đường trung bình của OMN .
3
3/4
c) Phép vị tự V<sub>O</sub> : M P , N Q thì ta có OP OM
4
<sub></sub> <sub></sub> <sub> </sub>
I
I I
I I ,OQ 3ON
4
1
ự tâm O , tỉ số k = .
2
Giải
2
a) Gọi V : A<sub>O</sub> A thì OA 2OA
B B thì OB 2OB
C C thì OC 2OC
D D thì O
I
I
I
I
<sub></sub> <sub> </sub>
D 2OC
2
V : ABCDM<sub>O</sub> A B C D .
Ta veõ : AB// A B ,BC// B C ,CD // C D ,DA // D A
1
1/2
b) Goïi V<sub>O</sub> : A P thì OP OA
2
1
B Q thì OQ OB
2
I
I
I
1
C R thì OR OC
2
1
D S thì OS OD
2
1/2
V<sub>O</sub> : ABCDM PQRS .
Ta veõ : AB// PQ,BC// QR,CD // RS,DA // SP .
I
I
6 Cho ABC có AB = 4, AC = 6 , AD là phân giác trong của A của ABC (D BC) . Với giá trị nào
của k thì phép vị tự tâm D , tỉ số k biến B thành C .
HD :
Theo tính chất của phân gi
( D; 3/2 )
ác trong của A , ta coù :
V
DB AB 4 2 <sub>DC</sub> 3<sub>DB</sub> <sub>B </sub> <sub>C .</sub>
AC 6 3 2
DC
Do DB và DC ngược hướng .
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
<sub> </sub>
7 Cho ABC vuông ở A và AB = 6, AC = 8 . Phép vị tự V <sub>3</sub> biến B thành B ,C thành C .
(A; )
2
Khẳng định nào sau đây sai ?
9
A) BB C C là hình thang . B) B C = 12 . C) S<sub>AB C</sub> S<sub>ABC</sub> . D) Chu v
4
(A;3/2)
2
i ( ABC) = Chu vi( AB C ) .
3
HD :
V
A) đúng vì B C BC .
3 3 <sub>2</sub> <sub>2</sub>
B) sai vì : B C = BC AB AC 15
2 2
1<sub>.AB .AC</sub> 3<sub>.AB. .AC</sub>3
S<sub>AB C</sub> <sub>2</sub> <sub>2</sub> <sub>2</sub> 9
C) đúng vì : .
1
S<sub>ABC</sub> <sub>.AB.AC</sub> AB.AC 4
2
Chu vi AB C 3
Chu vi ABC 2
8 Cho ABC có hai đỉnh là B và C cố định , còn đỉnh A di động trên đường tròn (O) cho trước .
Tìm tập hợp các trọng tâm của ABC .
1
HD : Gọi I là trung điểm của BC . Ta có I cố định . Nếu G là trọng tâm của ABC thì IG IA .
3
1/3
Vậy G là ảnh của A qua phép vị tự V<sub>I</sub> .
Tập hợp điểm A là đường tròn (O) nên tập hợp G là đường tròn (O ) , đó chính là ảnh của đường trịn
1/3
(O) qua phép vị tự V<sub>I</sub> .
9 Trong mpOxy , cho điểm A( 1;2) và đường thẳng d
đi qua A có hệ số góc bằng 1 . Gọi B là điểm
di động trên d . Gọi C là điểm sao cho tứ giác OABC là hình bình hành .Tìm phương trình tập
hợp :
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
HD :
a)
Qua A( 1;2)
(AB): (AB) : y 2 1(x 2) y x 4
Hsg : k
1
Vậy B chạy trên d thì I chạy trên d // d và đi qua trung điểm M( ;1) của đoạn OA .
3
Vaäy d : x y 2 = 0 .
b) Ta coù
<sub></sub> <sub> </sub> <sub> </sub>
: OG 2OB G V<sub>O</sub>2/3(B) . Vaäy G chạy trên đt d // d và qua điểm N( 2 2; ).
3 3 3
d : x y 2 = 0 .
10 Tìm ảnh của các đường thẳng d qua phép vị tự tâm I , tỉ số k :
a) d
2
: 3x y 5 = 0 ,V(O; ) d : 9x 3y 10 0
3
b) d : 2x y 4 = 0 ,V(O;3)
d : 2x y 12 0
c) d : 2x y 4 = 0 ,V(I; 2) với I( 1;2) d : 2x y 8 0
d) d : x 2y 4 = 0
,V(I;2) với I(2; 1) d : x 2y 8 0
11 Tìm ảnh của các đường tròn (C) qua phép vị tự tâm I , tỉ số k : (Có 2 cách giải )
2 2
a) (C) : (x 1) (y 2) = 5 ,V(O; 2) (C) : (x 2) 2 (y 4) = 202
2 2 2 2
b) (C) : (x 1) (y 1) = 4 ,V(O; 2) (C) : (x 2) (y 2) = 16
2 2
c) (C) : (x 3) (y 1) = 5 ,V(I; 2) với I(1;2)
(C) : (x 3)2 (y 8) = 202
12 Tìm phép vị tự biến d thành d :
x y
a) d : 1,d : 2x y 6 0,V(O;k)
2 4
k = .2
3
HD : d : 2x y 4 0 // d : 2x y 6 0 . Laáy A(2;0) d,B(3;0) d .
3
Vì : phép vị tự V(O;k) : A B OB kOA . Vì : OA= (2;0),OB (3;0) OB OA
2
I
3 3
V(O; ) V(O; )
2 2
Vaäy : A B d d
Lưu ý : Vì O,A,B thẳng hàng nên ta chọn chúng cùng nằm trên một đường thẳng . Để đơn giản ta chọn
chúng cùng nằm trên Ox hoặc Oy
I I
.
2 2 2 2
b) (C ) : (x 4)<sub>1</sub> y 2 ; (C ) : (x 2)<sub>2</sub> (y 3) 8 V(I; 2),I( 2;1)
HD :
(C ) có tâm I ( 4;0),R<sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub> 2 , (C ) coù taâm I (2;3),R<sub>2</sub> <sub>2</sub> <sub>2</sub> 2 2
V(I;k)
Gỉa sử :(C )<sub>1</sub> <sub>I</sub>
(C ) thì :<sub>2</sub>
R2
R<sub>2</sub> | k | R<sub>1</sub> | k | 2 k 2
R1
II<sub>2</sub> kII thì <sub>1</sub>
k = 2 . Gọi I(x ;y ) thì (2 x ;3 y )<sub>o o</sub> <sub>o</sub> <sub>o</sub> 2( 4 x ; y )<sub>o</sub> <sub>o</sub> I( 2;1)
k = 2 . Gọi I(x ;y ) thì (2 x ;3 y ) 2( 4 x ; y )<sub>o o</sub> <sub>o</sub> <sub>o</sub> <sub>o</sub> <sub>o</sub> I( 10; 3)
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
<b> </b>
2 2 2 2
13 Trong mpOxy , cho 2 đường tròn (C ) : (x 1)<sub>1</sub> (y 3) = 1 và (C ) : (x 4)<sub>2</sub> (y 3) = 4 .
a) Xác định toạ độ tâm vị tự ngồi của hai đường trịn đó .
b) Viết phương trình các tiếp tuyến c
hung ngồi của hai đường trịn đó .
HD : (C ) có tâm I (1;3) , bk : R<sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub> 1 ; (C ) có tâm I (4;3) , bk : R<sub>2</sub> <sub>2</sub> <sub>2</sub> 2 .
a) Gọi I là tâm vị tự ngoài của (C ) và (C ) , ta có : II<sub>1</sub> <sub>2</sub> <sub>2</sub> kII với<sub>1</sub> k = R2 2 2 I( 2;3)
R<sub>1</sub> 1
b) Tiếp tuyến chung ngồi của hai đường trịn là tiếp tuyến từ I đến (C ).<sub>1</sub>
Gọi đt đi qua I và có hệ số góc k :y 3 = k(x+2) ky y 3 2k 0 .
1
tiếp xúc (C )<sub>1</sub> d(I ; ) R<sub>1</sub> <sub>1</sub> k
2 2
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
: 2.x 4y 12 3 2 0
1
: 2.x 4y 12 3 2 0
2
14 Cho đường tròn (O,R) đường kính AB . Một đường trịn (O ) tiếp xúc với (O,R) và đoạn AB tại
C, D , đường thẳng CD cắt (O,R) tại I . Chứng minh rằng : AI BI .
HD :
C là tâm v
ị tự của 2 đường tròn (O) và (O ) .
D (O ), I (O) và ba điểm C,D,I thẳng hàng .
Gọi R là bán kính của đường trịn (O ) , khi đó :
R
R
V<sub>C</sub> : O O ,I D
OI // O D I OI AB (VI
ì O D AB)
I là trung điểm của AB AI BI .
15 Cho hai đường tròn (O,R) và (O , R ) tiếp xúc trong tại A (R > R ) .
Đường kính qua A cắt (O,R) tại B và cắt (O , R ) tại C . Một đường
thẳng di động qua A cắt (O, R) tại M và ca
ét (O , R ) tại N . Tìm quỹ tích của I = BN CM .
HD :
IC CN
Ta có : BM // CN . Hai BMI NCI . Do đó :
IM BM
<sub></sub> <sub></sub>
AC CN
Hai ACN ABM . Do đó :
AB BM
IC AC 2R R IC R
IM AB 2R R IM IC R R
R
V(C;k )
CI R <sub>CI</sub> R <sub>CM</sub> <sub>M :</sub> <sub>R R</sub> <sub>I</sub>
CM R R R R
Vậy : Tập hợp các điểm I là đường tròn ( ) vị tự của đường
I
R
tròn (O,R) trong phép vị tự V(C ;k ) .
R R
16 Cho ABC . Gọi I , J . M theo thứ tự là trung điểm của AB, AC và IJ . Đường tròn ngoại tiếp tâm O
. Chứng minh rằng : A ,
M , M thẳng hàng .
HD :
Gọi M là trung điểm BC .Ta có : AB 2AI và AC 2AJ<sub>1</sub>
V(A;2)
Từ đó : AIJ ABC . Khi đó :
V<sub>(A;2)</sub>: O A ,M M <sub>1</sub> OM IJ A M<sub>1</sub> BC .
Nhö thế : M<sub>1</sub> M A,M,M thẳng hàng ( vì A,M
I I
,M thẳng hàng )<sub>1</sub>
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
17 Cho ABC . Gọi A ,B ,C tương ứng là trung điểm của BC,CA,<sub>1 1 1</sub>
AB. Kẻ A x,B y,C z lần lượt song song với các đường phân giác trong<sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub>
của các góc A,B,C của ABC . Chứng minh : A x,B y,C z<sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub>
đồng quy.
HD :
1
Xét phép vị tự tâm G , tỉ số . G là trọng tâm ABC ,
2
I là tâm đường trịn nợi tiếp ABC .
Ta coù : AJ A x , BI<sub>1</sub> B y , CI<sub>1</sub> C z ,<sub>1</sub>
GI 1
I J ( ) A x,B y,C z đồng quy tạ<sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub>
GJ 2
I I I
I i J .
18 Cho hai đường tròn (O ,R ) và (O ,R ) ngoài nhau<sub>1 1</sub> <sub>2 2</sub>
R<sub>1</sub> R . Một đường tròn (O) thay đổi tiếp xúc ngoài <sub>2</sub>
với (O ) tại A và tiếp xúc ngoài với (O ) tại B . Chứng<sub>1</sub> <sub>2</sub>
minh rằng : Đường t
hẳng AB luôn luôn đi qua một điểm
cố định .
HD : Kéo dài AB cắt (O ) tại C<sub>2</sub>
A là tâm vị tự trong biến (O ) thành (O) : AO và AO ngược hướng .<sub>1</sub> <sub>1</sub>
Vậy : AO và CO cùng hướng . Như vậy AC hay cũng là<sub>1</sub> <sub>2</sub>
AB phải đi qua tâm I à tâm vị tự ngoài của (O ) và (O ) .<sub>1</sub> <sub>2</sub>
19 Cho ABC . Người ta muốn định ba điểm A ,B ,C lần lượt trên các cạnh BC,CA,AB sao cho A B C
đều và A B CA , B C AB và C A BC .
1. Gọi E,F,K lần lượt là chân các đường cao
phát xuất từ A,B,C .
2/3 2/3 2/3
Đặt : C = V<sub>B</sub> (A),A = V<sub>B</sub> (E),B = V<sub>B</sub> (F).
2
2/3
a) Nghiệm lại rằng : A = V<sub>B</sub> (E) và B C CK .
3
2. Chứng minh rằng trực
taâm H của ABC cũng là trọng tâm của A B C .
HD :
a 3
Trong ABC đều các đướng cao : AE = BF = CK = .(a là cạnh của ABC)
2
và E,F,K lần lượt là trung điểm các cạnh .
1. a) Vì A = V
<sub>B</sub>2/3(E) BA 2BE BC CA 2 1( BC) CA 2CB . Vaäy : A = V<sub>B</sub>2/3(E) .
3 3 2 3
2 2 1 2
2/3 2/3
Vì C = V<sub>B</sub> (A) BC BA BA AC BA AC BA AK B = V<sub>A</sub> (C).
3 3 3 3
2/3 2/3
A A
V V 2
Vaäy : C B , K C B C CK .
3
I I
<sub> </sub>
B C // CK cùng AB
2
b) Ta có : B C CK <sub>2</sub> <sub>a 3</sub>
3 B C = CK =
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
<sub>2</sub> <sub>2</sub>
Tương tự : C A AE và A B BF .
3 3
a 3
Vậy : B C AB,C A BC,A B AC và B C =C A =A B = A B C đều .
3
2. Trực tâm H của ABC cũng là trọng tâm của tam giác đó , nên :
2 2 2 2
BH BF. Maø : BC BA BH BC (BF BA) C H AF .
3 3 3 3
Vaäy : C H // AF . Suy ra : C
H A B
Lý luận tương tự : A H B C .
<i><b>Vấn đề 8 </b></i><b>: PHÉP ĐỒNG DẠNG </b>
<b>A. KIẾN THỨC CƠ BẢN </b>
1 ĐN : Phép biến hình F gọi là phép đồng dạng tỉ số k (k > 0) nếu với hai điểm bất kì M , N và ảnh M ,
N là ảnh của chúng , ta có M N = k.MN .
2 ĐL : Mọi phép đồng dạng F tỉ so
á k (k> 0) đều là hợp thành của một phép vị tự tỉ số k và một phép
dời hình D.
3 Hệ quả : (Tính chất ) Phép đồng dạng :
1. Biến 3 điểm thẳng hàng thành 3 điểm thẳng hàng (và bảo toàn thứ tự ) .
2. Biến đường thẳng thành đường thẳng .
3. Biến tia thành tia .
4. Biến đoạn thẳng thành đoạn thẳng mà độ dài được nhân lên k ( k là tỉ số đồng dạng ) .
6. Biến đường trịn có bán kính R thành đường trịn có bán kính R = k.R .
7. Biến góc thành góc bằng nó .
4
Hai hình đồng dạng :
ĐN : Hai hình gọi là đồng dạng với nhau nếu có phép đồng biến hình này thành hình kia .
F
H đồng dạng G F đồng dạng : H <sub>I</sub>G
<b>B. BÀI TẬP </b>
1 Cho điểm M
a) Dựng ảnh của phép đồng dạng F là hợp thành của phép đối xứng trục Đ và phép vị tự V tâm O ,<sub>a</sub>
với O a , tỉ số k = 2 .
b) Dựng ảnh của phép đồng dạng F là
2
a O
hợp thành của phép vị tự V tâm O , tỉ số k = 3 và phép quay
tâm I với góc quay = 90 .
Giải
Đ V
a) Gọi : M M<sub>1</sub> M<sub>2</sub>
M (a) thì M<sub>1</sub> M và M là trung điểm OM<sub>2</sub>
M (a) v
I I
à O M thì :<sub>1</sub>
a là trung trực đoạn MM1
M là trung điểm đoạn OM <sub>1</sub> <sub>2</sub>
M (a) và O M thì :<sub>1</sub>
a là trung trực đoạn MM1
M là trung điểm đoạn OM <sub>1</sub> <sub>2</sub>
b) Gọ
3 90
O I
V Q
i M M<sub>1</sub> M . Khi đó : <sub>2</sub>
OM<sub>1</sub> 3OM , IM = IM và (IM ;IM ) 90<sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>2</sub>
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
2 Cho ABC có đường cao AH . H ở trên đoạn BC . Biết AH = 4 , HB = 2 , HC = 8 . Phép đồng dạng F
biến HBA thành HAC . F được hợp thành bởi hai phép biến hình nào dưới đây ?
A) P
1
hép đối xứng tâm H và phép vị tự tâm H tỉ số k = .
2
B) Phép tịnh tiến theo BA và phép vị tự tâm H tỉ số k = 2 .
C) Phép vị tự tâm H tỉ số k = 2 và phép quay tâm H , góc (H
B;HA) .
D) Phép vị tự tâm H tỉ số k = 2 và phép đối xứng trục AH .
HD :
1
(H, )
H 2
1
(H, )
H 2
V
Đ
A) Gọi : A A' A''
V
Đ
B B' B''
A sai .
I I
I I
(H,2)
BA
(H,2)
BA
(H,2)
BA
T V
B) Goïi : A A' A''
T V
B B' A A'
T V
H H' H''
B. sai .
I I
I I
I I
(H,2) (H,90 )
(H,2) (H,90 )
(H,2) (H,90 )
Q
V
C) Goïi : H H H
Q
V
A A' A'' C
Q
V
B B' B'' A
C đúng .
I I
I I
<b> </b>
<b>Chương I: PHÉP BIẾN HÌNH</b>
(H,2) <sub>AH</sub>
(H,2) <sub>AH</sub>
(H,2) <sub>AH</sub>
V <sub>Đ</sub>
D) Gọi : H H H
V <sub>Ñ</sub>
A A' A' vì A' AH
V <sub>Đ</sub>
B B' B''
D sai .
I I
I I
I I
<sub></sub>
3 Cho hình bình hành ABCD có tâm O . Trên cạnh AB lấy điểm I sao cho IA 2IB 0 và gọi G là
trọng tâm của ABD . F là phép đồng dạng biến AGI thành COD . F được hợp thành
bởi hai phép
biến hình nào sau đây ?
A) Phép tịnh tiến theo GO và phép vị tự V(B; 1) .
1
B) Phép đối xứng tâm G và phép vị tự V(B; ).
2
3
C) Phép vị tự V(A; ) và phép đối xứng
2 taâm O .
2
D) Phép vị tự V(A; ) và phép đối xứng tâm G .
3
<b> </b>
2/3
O
A
HD :
3
Vì G là trọng tâm ABD nên AO AG
2
3
Theo giả thiết , ta coù : AB AJ .
2
Phép đối xứng tâm O , biến A thành C và B thành D ( O là bất biến )
Đ
V
A<sub>I</sub> A<sub>I</sub>
2/3 2/3
O O
A Ñ A Ñ
V V
C . G <sub>I</sub> O <sub>I</sub> O . I <sub>I</sub> B <sub>I</sub> D .
<sub> </sub> <sub> </sub> <sub></sub>O<sub> </sub>
3
V(A; ) <sub>Ñ</sub>
2
AGI AOB COD
Phép đồng dạng F
<b> </b>