Bài 2 trang 19 SGK Hình học 11

Đề bài

Trong mặt phẳng tọa độ \(Oxy\) cho điểm \(A(2;0)\) và đường thẳng \(d\) có phương trình \(x+y-2=0\). Tìm ảnh của \(A\) và \(d\) qua phép quay tâm \(O\) góc \( 90^{\circ}\).

Lời giải chi tiết

* Ta có \(A(2; 0)\) thuộc tia \(Ox.\)

Gọi \({Q_{\left( {O,90} \right)}}\;\left( A \right) = B\) thì \(B\) thuộc tia \(Oy\) và \(OA = OB\) nên \(B(0 ; 2).\)

* Lấy \(A(2;0), B(0;2)\) thuộc \(d\)

Ta có: \({Q_{\left( {O;{{90}^0}} \right)}}\left( A \right) = B\,\Rightarrow B\left( {0;2} \right)\)

\({Q_{\left( {O;{{90}^0}} \right)}}\left( B \right) = A'\, \Rightarrow A'\left( {-2;0} \right)\)

Do đó \({Q_{\left( {O;{{90}^0}} \right)}}\) biến đường thẳng \(AB\) thành đường thẳng \(BA'\) hay biến đường thẳng \(d\) thành đường thẳng \(BA'\).

Mà \(B\left( {0;2} \right),A'\left( { - 2;0} \right)\) nên đường thẳng \(A'B\) có phương trình \(\dfrac{x}{{ - 2}} + \dfrac{y}{2} = 1\)

\( \Leftrightarrow  - x + y = 2\) \( \Leftrightarrow x - y + 2 = 0\)

Chú ý: Phương trình đường thẳng theo đoạn chắn \(A\left( {a;0} \right),B\left( {0;b} \right)\) \( \Rightarrow AB:\dfrac{x}{a} + \dfrac{y}{b} = 1\) với \(ab \ne 0\).

Cách khác:

Gọi \(d'\) là ảnh của \(d\) qua \({Q_{\left( {O;{{90}^0}} \right)}}\)

Dễ thấy \(A(2;0)\) thuộc \(d\) vì \(2+0-2=0.\)

\({Q_{\left( {O;{{90}^0}} \right)}}\left( A \right) = B\)\( \Rightarrow B\left( {0;2} \right)\) thuộc \(d'.\)

Do \(d' = {Q_{\left( {O;{{90}^0}} \right)}}\left( d \right)\) \( \Rightarrow \left( {d,d'} \right) = {90^0} \Rightarrow d' \bot d\).

Mà \(\overrightarrow {{n_d}}  = \left( {1;1} \right) \Rightarrow \overrightarrow {{n_{d'}}}  = \left( {1; - 1} \right)\) là \(VTPT\) của \(d'.\)

\(d'\) đi qua \(B(0;2)\) và nhận \((1;-1)\) làm \(VTPT\) nên có phương trình:

\(1(x-0)-1(y-2)=0\) hay \(x-y+2=0.\)

Loigiaihay.com