Câu hỏi:
Cho A(3;4),B(−2;1),E(1;0),F(0;3). Tìm điểm M thẳng hàng với 2 điểm E,F sao cho |MA−MB| lớn nhất.
Phương pháp giải:
Lập phương trình đường thẳng d đi qua hai điểm E,F.
Xét xem điểm A,B có nằm cùng phía với d hay không.
TH1: Nếu A,B nằm cùng phía với d ta làm như sau:
+) Suy ra tọa độ tổng quát của điểm M.
+) Áp dụng bất đẳng thức trong tam giác ta có: |MA−MB|≤AB⇔|MA−MB|Max=AB
Dấu “=” xảy ra ⇔M≡M0 với {M0}=AB∩d.
⇒A,B,M thẳng hàng hay d∩AB={M}.
TH2: Nếu A,B nằm khác phía với d ta làm như sau:
+) Suy ra tọa độ tổng quát của điểm M.
+) Gọi A′ là điểm đối xứng của A qua d.
+) Áp dụng bất đẳng thức trong tam giác ta có: |MA′−MB|≤A′B⇔|MA−MB|≤A′B
⇒|MA+MB|Max⇔|MA′−MB|Max=A′B.
Dấu “=” xảy ra ⇔M≡M0({M0}=A′B∩d).
⇒A′,B,M thẳng hàng hay d∩A′B={M}.
Lời giải chi tiết:
Phương trình đường thẳng d đi qua E,F là: d:x−10−1=y−03−0⇔3(x−1)=−y⇔3x+y−3=0.
Thay tọa độ điểm A,B vào biểu thức: f(x;y)=3x+y−3 ta được:
(3.3+4−3)(3.(−2)+1−3)=10.(−8)=−80<0
⇒A,B nằm khác phía với đường thẳng d.
Gọi A′ là điểm đối xứng của A qua d.
Phương trình đường thẳng AA′ đi qua A và vuông góc với d là:
x−3−3(y−4)=0⇔x−3y+9=0.
Gọi I là giao điểm của d và AA′. Khi đó I là trung điểm củaAA′ và tọa độ điểm I là nghiệm của hệ:
{3x+y−3=0x−3y+9=0⇔{x=0y=3⇒I(0;3).⇒{xA′=2xI−xA=2.0−3=−3yA′=2yI−yA=2.3−4=2⇒A′(−3;2).
Áp dụng bất đẳng thức trong tam giác ta có: |MA′−MB|≤A′B⇔|MA−MB|≤A′B
⇒|MA+MB|Max⇔|MA′−MB|Max=A′B.
Dấu “=” xảy ra ⇔M≡M0({M0}=A′B∩d).
⇒A′,B,M thẳng hàng hay d∩A′B={M}.
Phương trình đường thẳng A′B:x+3−2+3=y−21−2⇔−x−3=y−2⇔x+y+1=0.
⇒ Tọa độ điểm M là nghiệm của hệ phương trình: {x+y+1=03x+y−3=0⇔{x=2y=−3⇒M(2;−3).
Chọn D.