Toán 10 Bài 3: Phương trình đường thẳng Toán 10 bài 3 sách Cánh Diều

1 Đánh giá

Lý thuyết Toán 10 CD bài 3

1. Phương trình tham số của đường thẳng
2. Phương trình tổng quát của đường thẳng
3. Lập phương trình đường thẳng

GiaiToan mời các bạn cùng tham khảo nội dung lý thuyết Toán 10 Bài 3: Phương trình đường thẳng giúp học sinh dễ dàng ghi nhớ kiến thức trọng tâm bài học cũng như áp dụng vào giải toán 10.

1. Phương trình tham số của đường thẳng

a) Vectơ chỉ phương của đường thẳng

Vectơ $\overrightarrow u$ khác $\overrightarrow 0$ được goi là vectơ chỉ phương của đường thẳng $\Delta$ nếu giá của nó song song hoặc trùng với $\Delta$ .

Nhận xét

+ Nếu $\overrightarrow u$ là vectơ chỉ phương của đường thẳng $\Delta$ thì $k\overrightarrow u (k \ne 0)$ cũng là vectơ chỉ phương của $\Delta$ .

+ Đường thẳng hoàn toàn xác định nếu biết một điểm và một vectơ chỉ phương của nó.

+ Hai vectơ $\overrightarrow n \left( {a;b} \right)$ và $\overrightarrow u \left( {-b;a} \right)$ vuông góc với nhau nên nêu $\overrightarrow n$ là vectơ pháp tuyến của đường thẳng $\Delta$ thì $\overrightarrow u$ là vectơ chỉ phương của đường thẳng đó và ngược lại.

Toán 10 Bài 3: Phương trình đường thẳng

b) Phương trình tham số của đường thẳng

Cho đường thẳng $\Delta$ đi qua điểm $A\left( {{x_0};{y_0}} \right)$ và có vectơ chỉ phương $\overrightarrow u \left( {a;b} \right)$ . Khi đó điểm M(x: y) thuộc đường thẳng $\Delta$ khi và chỉ khi tổn tại số thực t sao cho $\overrightarrow {AM} = t\overrightarrow u$ , hay

$\left\{ \begin{array}{l} x = {x_0} + at\\ y = {y_0} + bt \end{array} \right.\;\;\;\;\;\;\;\;$ (2)

Hệ (2) được gọi là phương trình tham số của đường thẳng $\Delta$ (t là tham số).

Ví dụ: Lập phương trình tham số của đường thẳng $\Delta$ đi qua điểm A(2; -3) và có vectơ chỉ phương $\overrightarrow u \left( {4; - 1} \right)$ .

Giải

Phương trinh tham số của đường thẳng $\Delta$ là $\left\{ \begin{array}{l} x = 2 + 4t\\ y = - 3 - t \end{array} \right.$

2. Phương trình tổng quát của đường thẳng

a) Vectơ pháp tuyến của đường thẳng

Vectơ $\overrightarrow n$ khác $\overrightarrow 0$ được gọi là vectơ pháp tuyến của đường thẳng $\Delta$ nếu giá của nó vuông góc với $\Delta$ .

Nhận xét

+ Nếu $\overrightarrow n$ là vectơ pháp tuyến của đường thẳng $\Delta$ thì $k\overrightarrow n (k \ne 0)$ cũng là vectơ pháp tuyến của $\Delta$ .

+ Đường thẳng hoàn toàn xác định nếu biết một điểm và một vectơ pháp tuyến của nó.

b) Phương trình tổng quát của đường thẳng

Trong mặt phẳng toạ độ, mọi đường thẳng đều có phương trình tổng quát dạng ax + by + c =0, với a và b không đồng thời bằng 0. Ngược lại, mỗi phương trình dạng ax + by + c =0, với a và b không đồng thời bằng 0, đều là phương trình của một đường thẳng, nhận $\overrightarrow n \left( {a;b} \right)$ là một vectơ pháp tuyến.

Ví dụ: Trong mặt phẳng toạ độ, lập phương trình tổng quát của đường thẳng $\Delta$ đi qua điểm A(2: 1) và nhận $\overrightarrow n \left( {3;4} \right)$ là một vectơ pháp tuyến.

Giải

Đường thẳng $\Delta$ có phương trình là 3(x - 2)+ 4(y - 1) = 0 hay 3x + 4y - 10 = 0

Nhận xét: Trong mặt phẳng toạ độ, cho đường thẳng $\Delta$ : ax + by + c = 0

+ Nếu b = 0 thì phương trình $\Delta$ có thể đưa về dạng x = m (với $m = - \frac{c}{a}$ ) và $\Delta$ vuông góc với Ox.

+ Nếu $b \ne 0$ thì phương trình $\Delta$ có thể đưa về dạng y = nx + p (với $n = - \frac{a}{b},p = - \frac{c}{b}$ )

3. Lập phương trình đường thẳng

Khi lập phương trình đường thẳng, ta thường gặp ba trường hợp như sau:

- Lập phương trình đường thẳng đi qua một điểm cho trước và biết vectơ pháp tuyến.

- Lập phương trình đường thẳng đi qua một điểm cho trước và biết vectơ chỉ phương.

- Lập phương trình đường thẳng đi qua hai điểm cho trước.

a) Lập phương trình đường thẳng đi qua một điểm và biết vectơ pháp tuyến

Phương trình đường thẳng $\Delta$ đi qua điểm ${M_0}\left( {{x_0};{y_0}} \right)$ và nhận $\overrightarrow n = \left( {a;b} \right)\left( {\overrightarrow n \ne \overrightarrow 0 } \right)$ làm vectơ pháp tuyến là $a\left( {x - {x_0}} \right) + b\left( {y - {y_0}} \right) = 0.$

b) Lập phương trình đường thẳng đi qua một điểm và biết vectơ chỉ phương

Phương trình tham số của đường thẳng $\Delta$ đi qua điểm ${M_0}\left( {{x_0};{y_0}} \right)$ và nhận $\overrightarrow u = \left( {a;b} \right)\left( {\overrightarrow u \ne \vec 0} \right)$ làm vectơ chỉ phương là $\left\{ \begin{array}{l} x = {x_0} + at\\ y = {y_0} + bt \end{array} \right.$ (t là tham số).

Nếu $a \ne 0$ và $b \ne 0$ thì ta còn có thể viết phương trình của đường thẳng A ở dạng: $\frac{{x - {x_0}}}{a} = \frac{{y - {y_0}}}{b}$ .

c) Lập phương trình đường thẳng đi qua hai điểm

Đường thẳng $\Delta$ đi qua hai điểm $A\left( {{x_0};{y_0}} \right),B\left( {{x_1};{y_1}} \right)$ nên nhận vectơ $\overrightarrow {AB} = \left( {{x_1} - {x_0};{y_1} - {y_0}} \right)$ làm vectơ chỉ phương. Do đó. phương trình tham số của đường thẳng $\Delta$ là:

$\left\{ \begin{array}{l} x = {x_0} + \left( {{x_1} - {x_0}} \right)t\\ y = {y_0} + \left( {{y_1} - {y_0}} \right)t \end{array} \right.$ (t là tham số).

Nếu ${x_1} - {x_0} \ne 0$ và ${y_1} - {y_0} \ne 0$ thì ta còn có thể viết phương trình của đường thẳng $\Delta$ ở dạng:

$\frac{{x - {x_0}}}{{{x_1} - {x_0}}} = \frac{{y - {y_0}}}{{{y_1} - {y_0}}}$

Ví dụ: Lập phương trình đường thẳng A thoả mãn mỗi điều kiện sau:

a) Đường thẳng $\Delta$ đi qua điểm M(- 2 ; - 3) và có $\overrightarrow n = \left( {2;5} \right)$ là vectơ pháp tuyến;

b) Đường thẳng $\Delta$ đi qua điểm M(3 ; - 5) và có $\overrightarrow u = \left( {2;-4} \right)$ là vectơ chỉ phương;

c) Đường thẳng $\Delta$ đi qua hai điểm A(- 3; 4) và B( 1; - 1).

Giải

a) Phương trình $\Delta$ là 2(x + 2) + 5(y + 3) = 0 ⇔ 2x + 5y + 19 =0.

b) Phương trình $\Delta$ là $\frac{{x - 3}}{2} = \frac{{y + 5}}{{ - 4}} \Leftrightarrow 4x + 2y - 2 = 0 \Leftrightarrow 2x + y - 1 = 0.$

c) Phương trình $\Delta$ là $\frac{{x + 3}}{{1 - \left( { - 3} \right)}} = \frac{{y - 4}}{{\left( { - 1} \right) - 4}} \Leftrightarrow \frac{{x + 3}}{4} = \frac{{y - 4}}{{ - 5}} \Leftrightarrow 5x + 4y - 1 = 0.$

Toán 10 Bài 3: Phương trình đường thẳng chương 7 Cánh Diều 10 tập 2 do GiaiToan tổng hợp và đăng tải nhằm giúp các em nắm chắc kiến thức, từ đó áp dụng vào giải các bài tập Toán 10 đạt kết quả tốt. Tại chuyên mục Lý thuyết Toán 10 CD có đầy đủ các các bài học chia theo từng chương bám sát chương trình học SGK Cánh diều 10 đồng thời tại chuyên mục Giải Toán 10 Cánh Diều Tập 2 có đầy đủ các bài tập do GiaiToan biên soạn để giúp bạn ôn luyện tại nhà.