Trang chủ Toán Học Lớp 12 a) Giả sử A,B,C thẳng hàng thuộc (C):u=f(x)=x^3-3x+2.Các tiếp tuyến...

a) Giả sử A,B,C thẳng hàng thuộc (C):u=f(x)=x^3-3x+2.Các tiếp tuyến tại A,B,C cắt (C) tại A',B',C'.chứng minh A',B',C' thẳng hàng. b) tim m để A(1;2) kẻ được 2

Câu hỏi :

a) Giả sử A,B,C thẳng hàng thuộc (C):u=f(x)=x^3-3x+2.Các tiếp tuyến tại A,B,C cắt (C) tại A',B',C'.chứng minh A',B',C' thẳng hàng. b) tim m để A(1;2) kẻ được 2 tiếp tuyến AB,AC đến (C):y=(x+m) /(x-2) sao cho tam giác ABC đều

Lời giải 1 :

Giải thích các bước giải:

a.Ta có: $y'=3x^2-3$
Xét $A\left(a, a^3-3a+2\right)$
      $A'\left(b, b^3-3b+3\right), \left(a\ne b\right)$
$\to AA'$ là tiếp tuyến của $\left(C\right)$ tại $A'$
$\to AA': y=\left(3b^2-3\right)\left(x-b\right)+b^3-3b+3$
Lại có: $A\in AA'$
$\to a^3-3a+2=\left(3b^2-3\right)\left(a-b\right)+b^3-3b+3$
$\to a^3-3a=\left(3b^2-3\right)\left(a-b\right)+b^3-3b$
$\to \left(a^3-b^3\right)-3\left(a-b\right)=\left(3b^2-3\right)\left(a-b\right)$
$\to \left(a-b\right)\left(a^2+ab+b^2\right)-3\left(a-b\right)=\left(3b^2-3\right)\left(a-b\right)$
$\to a^2+ab+b^2-3=3b^2-3$ vì $a\ne b$
$\to a^2+ab-2b^2=0$
$\to \left(a-b\right)\left(a+2b\right)=0$
$\to a+2b=0$
$\to a=-2b$
$\to A\left(-2b, -8b^3+6b+2\right), A'\left(b,b^3-3b+3\right)$
Để ko bị nhầm lẫn đặt
$A\left(-2a, -8a^3+6a+2\right), A'\left(a,a^3-3a+3\right)$
$B\left(-2b, -8b^3+6b+2\right), B'\left(b,b^3-3b+3\right)$
$C\left(-2c, -8c^3+6c+2\right), C'\left(c,c^3-3c+3\right)$
$\to \begin{cases}\vec{AB}=\left(2\left(a-b\right),8\left(a-b\right)\left(a^2+ab+b^2\right)-6\left(a-b\right)\right),\vec{A'B'}=\left(-\left(a-b\right), -\left(a-b\right)\left(b^2+ab+a^2-3\right)\right)\\\vec{AC}=\left(2\left(a-c\right),8\left(a-c\right)\left(a^2+ac+c^2\right)-6\left(a-c\right)\right),\vec{A'B'}=\left(-\left(a-c\right), -\left(a-c\right)\left(c^2+ac+a^2-3\right)\right)\end{cases}$
$\to \begin{cases}\vec{m_{AB}}=\left(1,4\left(a^2+ab+b^2\right)-3\right),\vec{m_{A'B'}}=\left(-1, -\left(b^2+ab+a^2-3\right)\right)\\\vec{m_{AC}}=\left(1,4\left(a^2+ac+c^2\right)-3\right),\vec{m_{A'B'}}=\left(-1, -\left(c^2+ac+a^2-3\right)\right)\end{cases}$
Với $\vec{m}$ là vector chỉ phương
Vì $A,B,C$ thẳng hàng
$\to \vec{m_{AB}}//\vec{m_{AC}}$
$\to \dfrac11=\dfrac{4\left(a^2+ab+b^2\right)-3}{4\left(a^2+ac+c^2\right)-3}$
$\to a^2+ab+b^2=a^2+ac+c^2$
$\to \dfrac{-1}{-1}=\dfrac{-\left(b^2+ab+a^2-3\right)}{-\left(c^2+ac+a^2-3\right)}$
$\to \vec{m_{A'B'}}//\vec{m_{A'C'}}$
b.Ta có: $\left(C\right): y=\dfrac{x+m}{x-2}$ có tiếp tuyến $\to m\ne -2$
Gọi $B\left(b,\dfrac{b+m}{b-2}\right), \left(c,\dfrac{c+m}{c-2}\right), \left(b\ne c\ne 2\right)$
Ta có: $y'=-\dfrac{m+2}{\left(x-2\right)^2}$
Vì $AB,AC$ là tiếp tuyến của $\left(C\right)$ tại $B,C$
$\to$Phương trình $AB,AC$ là:
$\begin{cases}y=-\dfrac{m+2}{\left(b-2\right)^2}\left(x-b\right)+\dfrac{b+m}{b-2}\\ y=-\dfrac{m+2}{\left(c-2\right)^2}\left(x-c\right)+\dfrac{c+m}{c-2}\end{cases}$
Mà $AB,AC$ đi qua $A$
$\to -\dfrac{m+2}{\left(b-2\right)^2}\left(1-b\right)+\dfrac{b+m}{b-2}=-\dfrac{m+2}{\left(c-2\right)^2}\left(1-c\right)+\dfrac{c+m}{c-2}$
$\to \dfrac{\left(m+2\right)\left(b-1\right)}{\left(b-2\right)^2}+\dfrac{b-2+m+2}{b-2}=\dfrac{\left(m+2\right)\left(c-1\right)}{\left(c-2\right)^2}+\dfrac{c-2+m+2}{c-2}$

$\to \dfrac{\left(m+2\right)\left(b-2+1\right)}{\left(b-2\right)^2}+\dfrac{m+2}{b-2}+1=\dfrac{\left(m+2\right)\left(c-2+1\right)}{\left(c-2\right)^2}+\dfrac{m+2}{c-2}+1$
$\to \dfrac{m+2}{b-2}+\dfrac{m+2}{\left(b-2\right)^2}+\dfrac{m+2}{b-2}=\dfrac{m+2}{c-2}+\dfrac{m+2}{\left(c-2\right)^2}+\dfrac{m+2}{c-2}$
$\to \dfrac{1}{b-2}+\dfrac{1}{\left(b-2\right)^2}+\dfrac{1}{b-2}=\dfrac{1}{c-2}+\dfrac{1}{\left(c-2\right)^2}+\dfrac{1}{c-2}$
$\to \dfrac{1}{\left(b-2\right)^2}+\dfrac{2}{b-2}=\dfrac{1}{\left(c-2\right)^2}+\dfrac{2}{c-2}$
$\to \left(\dfrac{1}{\left(b-2\right)^2}-\dfrac{1}{\left(c-2\right)^2}\right)+\left(\dfrac{2}{b-2}-\dfrac{2}{c-2}\right)=0$
$\to \left(\dfrac{1}{b-2}-\dfrac{1}{c-2}\right)\left(\dfrac{1}{b-2}+\dfrac{1}{c-2}\right)+2\left(\dfrac{1}{b-2}-\dfrac{1}{c-2}\right)=0$
$\to \dfrac{1}{b-2}+\dfrac{1}{c-2}+2=0$ vì $b\ne c$
$\to\dfrac{1}{b-2}+\dfrac{1}{c-2}=-2\left(*\right)$

Lại có: $\Delta ABC$ đều 
$\to AB^2=AC^2$
$\to \left(b-1\right)^2+\left(\dfrac{b+m}{b-2}-2\right)^2=\left(c-1\right)^2+\left(\dfrac{c+m}{c-2}-2\right)^2$
$\to \left(\left(b-1\right)^2-\left(c-1\right)^2\right)+\left(\left(\dfrac{b+m}{b-2}-2\right)^2-\left(\dfrac{c+m}{c-2}-2\right)^2\right)=0$
$\to \left(b-c\right)\left(b+c-2\right)+\left(\dfrac{b+m}{b-2}-\dfrac{c+m}{c-2}\right)\left(\dfrac{b+m}{b-2}+\dfrac{c+m}{c-2}-4\right)=0$
$\to \left(b-c\right)\left(b+c-2\right)+\left(\left(\dfrac{m+2}{b-2}+1\right)-\left(\dfrac{m+2}{c-2}+1\right)\right)\left(\left(\dfrac{m+2}{b-2}+1\right)+\left(\dfrac{m+2}{c-2}+1\right)-4\right)=0$
$\to \left(b-c\right)\left(b+c-2\right)+\left(\dfrac{m+2}{b-2}-\dfrac{m+2}{c-2}\right)\left(\dfrac{m+2}{b-2}+\dfrac{m+2}{c-2}-2\right)=0$
$\to \left(b-c\right)\left(b+c-2\right)+\left(m+2\right)\left(\dfrac{1}{b-2}-\dfrac{1}{c-2}\right)\left(\left(m+2\right)\left(\dfrac{1}{b-2}+\dfrac{1}{c-2}\right)-2\right)=0$
$\to \left(b-c\right)\left(b+c-2\right)+\left(m+2\right)\cdot\dfrac{-\left(b-c\right)}{\left(b-2\right)\left(c-2\right)}\cdot\left(\left(m+2\right)\cdot\left(-2\right)-2\right)=0$
$\to \left(b+c-2\right)-\dfrac{\left(m+2\right)}{\left(b-2\right)\left(c-2\right)}\cdot\left(-2m-6\right)=0$
$\to \left(b+c-2\right)+\dfrac{2\left(m+3\right)\left(m+2\right)}{\left(b-2\right)\left(c-2\right)}=0$
$\to \left(b+c-2\right)\left(b-2\right)\left(c-2\right)+2\left(m+3\right)\left(m+2\right)=0$
$\to \left(b+c-2\right)\left(b-2\right)\left(c-2\right)=-2\left(m+3\right)\left(m+2\right)$
$\to \left(b+c-2\right)\cdot -2\left(b-2\right)\left(c-2\right)=4\left(m+3\right)\left(m+2\right)$
$\to \left(b+c-2\right)\cdot \left(b+c-4\right)=4\left(m+3\right)\left(m+2\right)$ vì $\left(*\right)$
$\to \left(b+c\right)^2-6\left(b+c\right)+8=4\left(m+2\right)^2+4\left(m+2\right)$
$\to \left(b+c\right)^2-6\left(b+c\right)+9=4\left(m+2\right)^2+4\left(m+2\right)+1$
$\to \left(b+c-3\right)^2=\left(2\left(m+2\right)+1\right)^2$
$\to \left(b+c-3\right)^2=\left(2m+5\right)^2$
$\to b+c-3=2m+5\to b+c-4=2m+4\to \dfrac{b+c-4}{-2}=-(m+2)\to \left(b-2\right)\left(c-2\right)=-(m+2)$
Hoặc $b+c-3=-2m-5\to b+c-4=-2m-6\to \dfrac{b+c-4}{-2}=m+3\to \left(b-2\right)\left(c-2\right)=m+3$


Ta có: $\Delta ABC$ đều $\to \widehat{BAC}=60^o$
$\to \tan\widehat{BAC}=\sqrt{3}$
Ta có: $k_1=-\dfrac{m+2}{\left(b-2\right)^2}, k_2=-\dfrac{m+2}{\left(c-2\right)^2}$ lần lượt là hệ số góc của $AB,AC$ với $Ox$
Chia góc $\widehat{BAC}$ bằng đường thẳng đi qua $A$ và song song với $Ox$ thành hai góc $\alpha,\beta$
$\to \tan\alpha= -\dfrac{m+2}{\left(b-2\right)^2}, \tan\beta=-\dfrac{m+2}{\left(c-2\right)^2}$
$\to 60^o=\alpha+\beta$
$\to\tan60^o=\tan\left(\alpha+\beta\right)$
$\to\sqrt{3}=\dfrac{\tan\alpha+\tan\beta}{1-\tan\alpha\tan\beta}$
$\to\sqrt{3}=\dfrac{-\dfrac{m+2}{\left(b-2\right)^2}-\dfrac{m+2}{\left(c-2\right)^2}}{1-\dfrac{m+2}{\left(b-2\right)^2}\cdot\dfrac{m+2}{\left(c-2\right)^2}}$
$\to\sqrt{3}=\dfrac{-\left(m+2\right)\left(\dfrac{1}{\left(b-2\right)^2}+\dfrac{1}{\left(c-2\right)^2}\right)}{1-\left(m+2\right)^2\cdot\dfrac{1}{\left(b-2\right)^2}\cdot\dfrac{1}{\left(c-2\right)^2}}$
$\to\sqrt{3}=\dfrac{-\left(m+2\right)\left(\left(\dfrac{1}{b-2}+\dfrac{1}{c-2}\right)^2-2\cdot\dfrac{1}{b-2}\cdot\dfrac{1}{c-2}\right)}{1-\left(m+2\right)^2\cdot\dfrac{1}{\left(b-2\right)^2}\cdot\dfrac{1}{\left(c-2\right)^2}}$ $\to\sqrt{3}=\dfrac{-\left(m+2\right)\left(\left(-2\right)^2-\dfrac{2}{\left(b-2\right)\left(c-2\right)}\right)}{1-\left(m+2\right)^2\cdot\dfrac{1}{\left(b-2\right)^2}\cdot\dfrac{1}{\left(c-2\right)^2}}$
$\to\sqrt{3}=\dfrac{\left(m+2\right)\left(4-\dfrac{2}{\left(b-2\right)\left(c-2\right)}\right)}{1-\left(m+2\right)^2\cdot\dfrac{1}{\left(b-2\right)^2}\cdot\dfrac{1}{\left(c-2\right)^2}}$

$\to 1-\left(m+2\right)^2\cdot \dfrac{1}{\left(b-2\right)^2}\cdot\dfrac{1}{\left(c-2\right)^2}\ne0$

$\to \left(b-2\right)^2\left(c-2\right)^2\ne \left(m+2\right)^2$

$\to \left(b-2\right)\left(c-2\right)\ne \pm\left(m+2\right)$

$\to \left(b-2\right)\left(c-2\right)=m+3$

$\to\sqrt{3}=\dfrac{\left(m+2\right)\left(4-\dfrac{2}{m+3}\right)}{1-\left(m+2\right)^2\cdot\dfrac{1}{(m+3)^2}}$

$\to m=\dfrac{-5\pm\sqrt{1+2\sqrt{3}}}{2}$

Thảo luận

Bạn có biết?

Toán học là môn khoa học nghiên cứu về các số, cấu trúc, không gian và các phép biến đổi. Nói một cách khác, người ta cho rằng đó là môn học về "hình và số". Theo quan điểm chính thống neonics, nó là môn học nghiên cứu về các cấu trúc trừu tượng định nghĩa từ các tiên đề, bằng cách sử dụng luận lý học (lôgic) và ký hiệu toán học. Các quan điểm khác của nó được miêu tả trong triết học toán. Do khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều khoa học, toán học được mệnh danh là "ngôn ngữ của vũ trụ".

Nguồn : Wikipedia - Bách khoa toàn thư

Tâm sự 12

Lớp 12 - Năm cuối ở cấp tiểu học, năm học quan trọng nhất trong đời học sinh trải qua bao năm học tập, bao nhiêu kì vọng của người thân xung quanh ta. Những nỗi lo về thi đại học và định hướng tương lai thật là nặng. Hãy tin vào bản thân là mình sẽ làm được rồi tương lai mới chờ đợi các em!

Nguồn : ADMIN :))

Copyright © 2021 HOCTAP247