Trong mặt phẳng \(Oxy\) cho điểm \(A\left( { - 1;2} \right);\,\,B\left( {3;4} \right)\) và đường thẳng

Câu hỏi số 315540:

Vận dụng cao

Trong mặt phẳng \(Oxy\) cho điểm \(A\left( { - 1;2} \right);\,\,B\left( {3;4} \right)\) và đường thẳng \(\Delta :\,\,x - 2y - 2 = 0\). Tìm điểm \(M \in \Delta \) sao cho \(2A{M^2} + M{B^2}\) có giá trị nhỏ nhất.

A. \(M\left( {\frac{{26}}{{15}}; - \frac{2}{{15}}} \right)\)

B. \(M\left( {\frac{{26}}{{15}};\frac{2}{{15}}} \right)\)

C. \(M\left( {\frac{{29}}{{15}};\frac{{28}}{{15}}} \right)\)

D. \(M\left( {\frac{{29}}{{15}}; - \frac{{28}}{{15}}} \right)\)

Đáp án đúng là: A

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:315540

Phương pháp giải

Tìm điểm I thỏa mãn \(2\overrightarrow {IA} + \overrightarrow {IB} = \overrightarrow 0 \) từ đó suy ra \(2A{M^2} + M{B^2}\) nhỏ nhất khi IM nhỏ nhất\( \Leftrightarrow \) M là hình chiếu vuông góc của I lên \(\Delta \) từ đó tìm M

Giải chi tiết

Gọi điểm \(I\left( {a;b} \right)\) thỏa mãn \(2\overrightarrow {IA} + \overrightarrow {IB} = \overrightarrow 0 \Leftrightarrow 2\left( { - 1 - a;\;2 - b} \right) + \left( {3 - a;\;4 - b} \right) = \overrightarrow 0 \)

\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}2\left( { - 1 - a} \right) + 3 - a = 0\\2\left( {2 - b} \right) + 4 - b = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} - 3a + 1 = 0\\ - 3b + 8 = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = \frac{1}{3}\\b = \frac{8}{3}\end{array} \right. \Rightarrow I\left( {\frac{1}{3};\frac{8}{3}} \right).\)

Ta có: \(2A{M^2} + M{B^2} = 2{\left( {\overrightarrow {IM} - \overrightarrow {IA} } \right)^2} + {\left( {\overrightarrow {IB} - \overrightarrow {IM} } \right)^2}\)

\(\begin{array}{l} = 2\left( {I{M^2} - 2\overrightarrow {IM} .\overrightarrow {IA} + I{A^2}} \right) + I{B^2} - 2\overrightarrow {IB} .\overrightarrow {IM} + I{M^2}\\ = 3I{M^2} + 2I{A^2} + I{B^2} - 2\overrightarrow {IM} \left( {2\overrightarrow {IA} + \overrightarrow {IB} } \right) = 3I{M^2} + 2I{A^2} + I{B^2}\end{array}\)

\(2I{A^2} + I{B^2}\) không thay đổi nên \(2A{M^2} + M{B^2}\) nhỏ nhất khi IM nhỏ nhất

\( \Leftrightarrow \) M là hình chiếu vuông góc của I lên \(\Delta \)

\(\Delta \) có VTPT là \(\overrightarrow n = \left( {1; - 2} \right)\)

Gọi d là đường thẳng đi qua I vuông góc với \(\Delta \)

\( \Rightarrow \) d nhận \(\overrightarrow {{n_1}} = \left( {2;\;1} \right)\) làm VTPT

\( \Rightarrow \)Phương trình tổng quát của d là: \(2\left( {x - \frac{1}{3}} \right) + \left( {y - \frac{8}{3}} \right) = 0 \Leftrightarrow 2x + y - \frac{{10}}{3} = 0\)

M là giao điểm của d và \(\Delta \)\( \Rightarrow \) tọa độ điểm M là nghiệm của hệ phương trình:

\(\left\{ \begin{array}{l}2x + y - \frac{{10}}{3} = 0\\x - 2y - 2 = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = \frac{{26}}{{15}}\\y = - \frac{2}{{15}}\end{array} \right. \Rightarrow M\left( {\frac{{26}}{{15}}; - \frac{2}{{15}}} \right).\)

Vậy \(M\left( {\frac{{26}}{{15}}; - \frac{2}{{15}}} \right)\) thỏa mãn yêu cầu đề bài.

Đáp án cần chọn là: A

Tham Gia Group Dành Cho 2K9 Chia Sẻ, Trao Đổi Tài Liệu Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến Lớp 10 cùng thầy cô giáo giỏi tại Tuyensinh247.com, (Xem ngay) Cam kết giúp học sinh học tốt, bứt phá điểm 9,10 chỉ sau 3 tháng, làm quen kiến thức, định hướng luyện thi TN THPT, ĐGNL, ĐGTD ngay từ lớp 10