Đến nội dung chính
Gia Sư SVGia Sư SVTận tâm · Minh bạch · Đồng hành

Bài 21: Đường tròn trong mặt phẳng toạ độ – Toán 10

Bài 21: Đường tròn trong mặt phẳng toạ độ – Toán 10

TOÁN 10 · BÀI 21

Đường tròn trong tọa độ và phương trình tiếp tuyến — hình minh họa nội dung

Mục tiêu và kiến thức nền

Đọc tâm, bán kính; nhận dạng phương trình đường tròn và lập tiếp tuyến tại điểm.

Chuẩn bị: ôn bài liền trước trong cùng chủ đề; đọc rõ điều kiện và đơn vị của dữ kiện.

Tập điểm cách một vị trí cố định cùng một khoảng tạo thành đường tròn. Công thức khoảng cách trong Oxy cho ngay phương trình, nhưng dấu của tọa độ tâm thường là chỗ dễ nhầm.

Dạng tâm và bán kính

Đường tròn tâm I(a; b), bán kính R>0 có phương trình (x−a)²+(y−b)²=R². Chú ý vế phải là bình phương bán kính. Điểm M ở trên, trong hoặc ngoài đường tròn khi IM lần lượt bằng, nhỏ hơn hoặc lớn hơn R. Điều này hữu ích để kiểm tra một điểm trước khi lập tiếp tuyến tại nó.

Dạng khai triển

Phương trình x²+y²−2ax−2by+c=0 là đường tròn khi a²+b²−c>0; tâm (a; b), R=√(a²+b²−c). Hai hệ số của x²,y² phải bằng nhau và không có hạng xy sau khi chuẩn hóa. Nếu a²+b²−c=0 chỉ còn một điểm; nếu âm thì không có điểm thực, không gọi là đường tròn bán kính dương.

Tiếp tuyến tại một điểm

Nếu M(x₀; y₀) nằm trên đường tròn, tiếp tuyến tại M vuông góc IM. Chọn pháp tuyến (x₀−a; y₀−b), phương trình tiếp tuyến là (x₀−a)(x−x₀)+(y₀−b)(y−y₀)=0. Một đường thẳng bất kì tiếp xúc đường tròn khi khoảng cách từ tâm đến đường bằng R.

Công thức và điều kiện cần nhớ

(x − a)² + (y − b)² = R², R > 0
Đường tròn tâm (2;−1),R=3 tiếp xúc đường x=5 tại (5;−1). −2 0 2 4 6 x −5 −4 −3 −2 −1 0 1 2 3 y I(2;−1) R = 3 x = 5
Đường tròn tâm (2;−1),R=3 tiếp xúc đường x=5 tại (5;−1).

Ví dụ có lời giải

VÍ DỤ 1

Đọc đúng dấu

(x−2)²+(y+1)²=9 có tâm I(2;−1), bán kính 3. Điểm M(5;−1) nằm trên đường vì IM=3. Vectơ IM=(3;0), nên tiếp tuyến tại M là x=5.

VÍ DỤ 2

Hoàn thành bình phương

x²+y²−4x+6y−12=0 tương đương (x−2)²+(y+3)²=25. Tâm (2;−3), R=5. Không đọc bán kính là 25.

VÍ DỤ 3

Đường tròn có đường kính AB

A(0;0), B(4;2). Tâm là trung điểm I(2;1), AB=√20=2√5 nên R=√5. Phương trình (x−2)²+(y−1)²=5. Thay A, B đều thỏa để kiểm.

Lỗi thường gặp và cách tự kiểm

  • Tâm là (a; b) trong x−a,y−b; không đọc cùng dấu trước số.
  • Kiểm R²>0.
  • Tiếp tuyến tại M cần M thuộc đường tròn.

Tự luyện: từ nhận biết đến vận dụng

Hãy tự làm trước, sau đó mở lời giải để đối chiếu cách nghĩ và kết quả.

Câu 1. Tâm của (x+3)²+(y−2)²=16 là:

Xem đáp án và lời giải

Đáp án A.

x+3=x−(−3), y−2 nên tâm (−3;2).

Câu 2. Bán kính của x²+y²=25 là bao nhiêu?

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: 5.

R²=25, R>0 nên R=5.

Câu 3. Đường tròn (x−1)²+(y+2)²=4.

  1. Tâm là (1;−2).
  2. Bán kính bằng 4.
  3. (3;−2) thuộc đường tròn.
  4. Tiếp tuyến tại (3;−2) là x=3.
Xem đáp án và lời giải

a) Đúng; b) Sai; c) Đúng; d) Đúng.

a) Đọc dạng chuẩn. b) Sai, R=2. c) Thay vào được 4. d) Bán kính nằm ngang nên tiếp tuyến đứng.

Câu 4. Tìm tâm và bán kính của x²+y²−6x+2y+6=0.

Xem đáp án và lời giải

Hướng giải

Hoàn thành bình phương: (x−3)²+(y+1)²=4. Tâm (3;−1), R=2.

Câu 5. Viết đường tròn đường kính A(−2;0), B(4;0).

Xem đáp án và lời giải

Hướng giải

Tâm I(1;0), AB=6 nên R=3. Phương trình (x−1)²+y²=9.

Câu 6. Tìm m để đường y=m tiếp xúc đường tròn x²+y²=9.

Xem đáp án và lời giải

Hướng giải

Khoảng cách từ O đến y=m là |m|. Tiếp xúc khi |m|=3 nên m=3 hoặc −3.

Sơ đồ ghi nhớ

Bốn ý chính: Tâm + R → phương trình; Khai triển → hoàn thành bình phương; IM so với R → vị trí điểm; Tiếp tuyến ⟂ bán kínhSƠ ĐỒ GHI NHỚTâm + R → phương trìnhKhai triển → hoàn thành bình phươngIM so với R → vị trí điểmTiếp tuyến ⟂ bán kính

Học tiếp và luyện thêm

Biên soạn/biên tập: Gia Sư SV.