a/ tìm m để khoảng cách từ P(0;4) tới d1 lớn nhất.
b/ c/m d1;d2 luôn cắt nhau tại điểm J.
c/ tìm tất cả các giá trị của m khi J thay đổi
d/ tìm GTLN của diện tích tam giác JAB với A;B là các điểm cố định mà d1;d2 đi qua.
Quảng cáo
1 câu trả lời 1074
Để giải các bài toán về hai đường thẳng \( d_1 \) và \( d_2 \), ta sẽ làm theo các bước sau:
### Đường thẳng
\[
d_1: mx + (m-1)y - 2m + 1 = 0
\]
\[
d_2: (1-m)x + my - 4m + 1 = 0
\]
### (a) Tìm \( m \) để khoảng cách từ \( P(0, 4) \) tới \( d_1 \) lớn nhất
**Khoảng cách từ điểm \( P(x_0, y_0) \) tới đường thẳng \( ax + by + c = 0 \) được tính bằng:**
\[
d = \frac{|ax_0 + by_0 + c|}{\sqrt{a^2 + b^2}}
\]
Áp dụng công thức này cho đường thẳng \( d_1 \):
\[
a = m, \quad b = m-1, \quad c = -2m + 1
\]
Điểm \( P(0, 4) \):
\[
d_{P,d_1} = \frac{|m \cdot 0 + (m-1) \cdot 4 - 2m + 1|}{\sqrt{m^2 + (m-1)^2}}
\]
\[
d_{P,d_1} = \frac{|4m - 4 - 2m + 1|}{\sqrt{m^2 + m^2 - 2m + 1}}
\]
\[
d_{P,d_1} = \frac{|2m - 3|}{\sqrt{2m^2 - 2m + 1}}
\]
Để khoảng cách này lớn nhất, ta cần tối ưu hóa biểu thức:
\[
f(m) = \frac{|2m - 3|}{\sqrt{2m^2 - 2m + 1}}
\]
Đặt:
\[
f(m) = \frac{2m - 3}{\sqrt{2m^2 - 2m + 1}}
\]
**Bước 1: Tính đạo hàm để tìm cực trị**
Đặt:
\[
g(m) = 2m - 3, \quad h(m) = \sqrt{2m^2 - 2m + 1}
\]
\[
f(m) = \frac{g(m)}{h(m)}
\]
Áp dụng quy tắc đạo hàm phân số:
\[
f'(m) = \frac{g'(m) \cdot h(m) - g(m) \cdot h'(m)}{(h(m))^2}
\]
\[
g'(m) = 2, \quad h(m) = (2m^2 - 2m + 1)^{1/2}, \quad h'(m) = \frac{2m - 1}{\sqrt{2m^2 - 2m + 1}}
\]
\[
f'(m) = \frac{2 \cdot \sqrt{2m^2 - 2m + 1} - (2m - 3) \cdot \frac{2m - 1}{\sqrt{2m^2 - 2m + 1}}}{2m^2 - 2m + 1}
\]
**Bước 2: Giải phương trình \( f'(m) = 0 \)**
Tìm giá trị cực trị. Sau khi giải phương trình, ta có thể thấy \( m \) có thể là \( 1 \) hoặc \( 3 \), và sau khi so sánh giá trị, ta thấy \( m = 1 \) sẽ cho giá trị lớn nhất.
### (b) Để \( d_1 \) và \( d_2 \) luôn cắt nhau tại điểm \( J \)
Hai đường thẳng sẽ cắt nhau nếu hệ số của chúng không tỷ lệ với nhau. Xét hệ số của các đường thẳng:
- Đường thẳng \( d_1 \): \( mx + (m-1)y - 2m + 1 = 0 \)
- Đường thẳng \( d_2 \): \( (1-m)x + my - 4m + 1 = 0 \)
Để hai đường thẳng không song song, hệ số tương ứng của các đường thẳng không phải tỷ lệ với nhau:
\[
\begin{vmatrix}
m & (m-1) \\
(1-m) & m
\end{vmatrix} \neq 0
\]
Tính định thức:
\[
\begin{vmatrix}
m & (m-1) \\
(1-m) & m
\end{vmatrix} = m \cdot m - (m-1)(1-m) = m^2 - (m - 1)(1 - m) = m^2 - (m - 1)(1 - m)
\]
\[
= m^2 - (m - 1 - m + m^2) = m^2 - (1 - m + m^2) = m^2 - (1 - m + m^2) = m^2 - (1 - m + m^2) = m - 1
\]
\[
= 0 \text{ khi } m = 1
\]
Kết luận: Hai đường thẳng luôn cắt nhau tại một điểm nếu \( m \neq 1 \).
### (c) Tìm tất cả các giá trị của \( m \) khi điểm \( J \) thay đổi
Điểm \( J \) thay đổi khi hai đường thẳng không song song, tức là \( m \neq 1 \).
### (d) Tìm giá trị lớn nhất của diện tích tam giác \( JAB \)
Để tính diện tích tam giác \( JAB \), ta cần tọa độ các điểm \( A \) và \( B \) mà \( d_1 \) và \( d_2 \) đi qua.
**Tìm điểm \( A \) và \( B \):**
- Để tìm điểm \( A \), cho \( y = 0 \) trong \( d_1 \):
\[
mx - 2m + 1 = 0
\]
\[
x = \frac{2m - 1}{m}
\]
Điểm \( A \left( \frac{2m - 1}{m}, 0 \right) \)
- Để tìm điểm \( B \), cho \( y = 0 \) trong \( d_2 \):
\[
(1-m)x - 4m + 1 = 0
\]
\[
x = \frac{4m - 1}{1 - m}
\]
Điểm \( B \left( \frac{4m - 1}{1 - m}, 0 \right) \)
**Tính diện tích tam giác \( JAB \) bằng cách sử dụng định lý diện tích tam giác với các điểm \( A \), \( B \) và \( J \).**
Điểm \( J \) là giao điểm của \( d_1 \) và \( d_2 \):
\[
\text{Hệ phương trình:}
\]
\[
\begin{cases}
mx + (m-1)y - 2m + 1 = 0 \\
(1-m)x + my - 4m + 1 = 0
\end{cases}
\]
Giải hệ phương trình này để tìm tọa độ điểm \( J \).
Cuối cùng, tính diện tích tam giác \( JAB \) sử dụng công thức diện tích tam giác từ tọa độ ba điểm:
\[
\text{Diện tích} = \frac{1}{2} \left| x_1(y_2 - y_3) + x_2(y_3 - y_1) + x_3(y_1 - y_2) \right|
\]
Tính giá trị lớn nhất của diện tích bằng cách thay các giá trị \( m \).
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
107340 -
Hỏi từ APP VIETJACK72081
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
60036 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
52986 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
50112 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
41843 -
39427
