Cho parabol \(\left( P \right):y = {x^2}\) và đường thẳng \(\left( d \right):y = 4x - m - 1.\)
1) Tìm tọa độ giao điểm của \(\left( P \right)\) và \(\left( d \right)\) khi \(m = 2.\)
2) Tìm giá trị của tham số \(m\) để đường thẳng \(\left( d \right)\) cắt \(\left( P \right)\) tại hai điểm phân biệt có hoành độ là \({x_1},\,\,{x_2}\) thỏa mãn giá trị \({x_1},\,\,{x_2}\) bằng độ dài hai cạnh góc vuông của một tam giác vuông có độ dài đường cao ứng với cạnh huyền là \(h = \frac{1}{{\sqrt 5 }}.\)Bằng cách nhấp vào Đăng nhập, bạn đồng ý Chính sách bảo mật và Điều khoản sử dụng của chúng tôi. Nếu đây không phải máy tính của bạn, để đảm bảo an toàn, hãy sử dụng Cửa sổ riêng tư (Tab ẩn danh) để đăng nhập (New Private Window / New Incognito Window).
1) Với \(m = 2\) thì \(\left( d \right)\) có dạng \(y = 4x - 3.\)
Gọi \(\left( {{x_0};{y_0}} \right)\) là tọa độ giao điểm (nếu có) của \(\left( d \right)\) và \(\left( P \right),\) khi đó ta có:
\({y_0} = x_0^2\) và \({y_0} = 4{x_0} - 3.\)
Suy ra \(x_0^2 = 4{x_0} - 3\) hay \(x_0^2 - 4{x_0} + 3 = 0.\)
Số giao điểm của \(\left( P \right)\) và \(\left( d \right)\) là số nghiệm của phương trình \(x_0^2 - 4{x_0} + 3 = 0.\,\,\,\left( 1 \right)\)
Ta có \(a + b + c = 1 + \left( { - 4} \right) + 3 = 0\) nên phương trình trên có hai nghiệm là \({x_0} = 1;\,\,{x_0} = 3.\)
⦁ Với \({x_0} = 1\) thay vào \({y_0} = x_0^2,\) ta có \({y_0} = {1^2} = 1.\) Suy ra \(A\left( {1;\,\,1} \right).\)
⦁ Với \({x_0} = 3\) thay vào \({y_0} = x_0^2,\) ta có \({y_0} = {3^2} = 9.\) Suy ra \(B\left( {3;\,\,9} \right).\)
Vậy với \(m = 2\) thì toạ độ giao điểm của \(\left( P \right)\) và \(\left( d \right)\) là \(A\left( {1;\,\,1} \right)\) và \(B\left( {3;\,\,9} \right).\)
2) Gọi \(\left( {{x_0};{y_0}} \right)\) là tọa độ giao điểm (nếu có) của \(\left( d \right)\) và \(\left( P \right),\) khi đó ta có:
\({y_0} = x_0^2\) và \({y_0} = 4{x_0} - m - 1.\)
Suy ra \(x_0^2 = 4{x_0} - m - 1\) hay \(x_0^2 - 4{x_0} + m + 1 = 0.\)
Số giao điểm của \(\left( P \right)\) và \(\left( d \right)\) là số nghiệm của phương trình \(x_0^2 - 4{x_0} + m + 1 = 0.\,\,\,\left( 2 \right)\)
Ta có: \({\rm{\Delta '}} = {\left( { - 2} \right)^2} - \left( {m + 1} \right) = 3 - m.\)
Để \(\left( P \right)\) cắt \(\left( d \right)\) tại 2 điểm phân biệt hoành độ là \({x_1},\,\,{x_2}\) thì phương trình \(\left( 2 \right)\) phải có hai nghiệm phân biệt \({x_1},\,\,{x_2},\) tức là \(\Delta ' > 0,\) suy ra \(3 - m > 0\) nên \(m < 3.\)
Với \(m < 3,\) áp dụng Viète, ta có: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{x_1} + {x_2} = 4}\\{{x_1} \cdot {x_2} = m + 1.}\end{array}} \right.\)
Để \({x_1},\,\,{x_2}\) là độ dài hai cạnh góc vuông của tam giác vuông thì \(\left\{ \begin{array}{l}{x_1} + {x_2} > 0\\{x_1}{x_2} > 0\end{array} \right.,\) suy ra nên \(m > - 1.\)
Kết hợp điều kiện \(m < 3,\) ta được \[ - 1 < m < 3.\]
Chứng minh bổ đề: Cho tam giác vuông có độ dài cạnh huyền là \(a,\) độ dài hai cạnh góc vuông là \(b,\,\,c\) và độ dài đường cao kẻ từ đỉnh đến cạnh huyền bằng \(a.\) Khi đó:
\(\frac{1}{{{h^2}}} = \frac{1}{{{b^2}}} + \frac{1}{{{c^2}}}.\)
Áp dụng hệ thức đã chứng minh ở bổ đề trên, khi độ dài hai cạnh góc vuông của một tam giác vuông có độ dài đường cao ứng với cạnh huyền là \(h = \frac{1}{{\sqrt 5 }},\) thì ta có:
\(\frac{1}{{x_1^2}} + \frac{1}{{x_2^2}} = \frac{1}{{{{\left( {\frac{1}{{\sqrt 5 }}} \right)}^2}}} = 5\) nên \(\frac{{x_1^2 + x_2^2}}{{{{\left( {{x_1}{x_2}} \right)}^2}}} = 5\)
Suy ra \(x_1^2 + x_2^2 = 5{\left( {{x_1}{x_2}} \right)^2}\)
\({\left( {{x_1} + {x_2}} \right)^2} - 2{x_1}{x_2} = 5{\left( {{x_1}{x_2}} \right)^2}\)
Do đó, ta có: \({4^2} - 2\left( {m + 1} \right) = 5{\left( {m + 1} \right)^2}\)
\(5{m^2} + 12m - 9 = 0\)
\(m = - 3\) (không thỏa mãn) hoặc \(m = \frac{3}{5}\) (thỏa mãn).
Vậy với \(m = \frac{3}{5}\) thoả mãn bài toán.
Tham gia Cộng đồng Lazi trên các mạng xã hội | |
Fanpage: | https://www.fb.com/lazi.vn |
Group: | https://www.fb.com/groups/lazi.vn |
Kênh FB: | https://m.me/j/AbY8WMG2VhCvgIcB |
LaziGo: | https://go.lazi.vn/join/lazigo |
Discord: | https://discord.gg/4vkBe6wJuU |
Youtube: | https://www.youtube.com/@lazi-vn |
Tiktok: | https://www.tiktok.com/@lazi.vn |
Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi
Vui | Buồn | Bình thường |