Giải SGK Toán 9 Cánh diều Bài 2. Vị trí tương đối của đường thẳng và đường tròn có đáp án
13 câu hỏi
Vị trí của Mặt Trời so với đường chân trời (Hình 19) gợi nên hình ảnh vị trí tương đối của đường thẳng và đường tròn.
Làm thế nào để xác định được vị trí tương đối của đường thẳng và đường tròn?
Sau bài học này, chúng ta sẽ giải quyết được câu hỏi trên như sau:
Ta có thể nhận biết vị trí tương đối của đường thẳng a và đường tròn (O; R) thông qua hệ thức giữa khoảng cách d từ tâm O đến đường thẳng a và bán kính R như bảng sau:
Vị trí tương đối của đường thẳng và đường tròn | Số điểm chung | Hệ thức giữa d và R |
Đường thẳng và đường tròn cắt nhau | 2 | d < R |
Đường thẳng và đường tròn tiếp xúc nhau | 1 | d = R |
Đường thẳng và đường tròn không giao nhau | 0 | d > R |
Quan sát Hình 20.
a) Cho biết đường thẳng a và đường tròn (O; R) có bao nhiêu điểm chung.
b) So sánh độ dài đoạn thẳng OH và R.
a) Đường thẳng a và đường tròn (O; R) có 2 điểm chung.
b) Ta có OH và OM lần lượt là đường vuông góc và đường xiên kẻ từ O đến đường thẳng a.
Do đó OH < OM hay OH < d.
Hãy chỉ ra một số hiện tượng trong thực tiễn gợi nên hình ảnh của đường thẳng và đường tròn cắt nhau.
Một số hiện tượng trong thực tiễn gợi nên hình ảnh của đường thẳng và đường tròn cắt nhau: biển báo giao thông (chẳng hạn biển cấm đường), đĩa có họa tiết kẻ caro, …
Trong bức ảnh ở Hình 22, đường ray và bánh xe gợi nên hình ảnh đường thẳng và đường tròn tiếp xúc nhau. Theo em, đường thẳng và đường tròn đó có bao nhiêu điểm chung?
Đường thẳng và đường tròn đó có 1 điểm chung.
Cho tam giác ABC vuông tại A, AB = 3 cm, BC = 5 cm. Đường thẳng AB có tiếp xúc với đường tròn (C; 4 cm) hay không? Vì sao?
Xét ∆ABC vuông tại A, theo định lí Pythagore, ta có:
BC2 = AB2 + AC2
Suy ra AC2 = BC2 – AB2 = 52 – 32 = 16.
Do đó AC = 4 cm (do AC > 0).
Vì CA ⊥ AB tại A nên khoảng cách từ điểm C đến đường thẳng AB bằng CA.
Mà AC = 4 cm nên khoảng cách từ tâm C của đường tròn (C; 4 cm) đến đường thẳng AB bằng bán kính của đường tròn.
Vậy đường thẳng AB tiếp xúc với đường tròn (C; 4 cm
Trong Hình 25, cột thẳng đứng và biển quảng cáo có dạng hình tròn gợi nên hình ảnh của đường thẳng và đường tròn không giao nhau. Theo em, đường thẳng và đường tròn không giao nhau thì chúng có điểm chung hay không?
Đường thẳng và đường tròn không giao nhau thì chúng không có điểm chung.
Quan sát Hình 26.
a) Cho biết đường thẳng a và đường tròn (O; R) có bao nhiêu điểm chung.
b) So sánh độ dài đoạn thẳng OH và R.
a) Đường thẳng a và đường tròn (O; R) không có điểm chung.
b) OH > R.
Cho điểm O và đường thẳng a thỏa mãn khoảng cách từ O đến đường thẳng a bằng 4 cm. Xác định vị trí tương đối của đường thẳng a và các đường tròn (O; 3 cm), (O; 4 cm), (O; 5 cm).
– Vì 4 > 3 nên khoảng cách từ O đến đường thẳng a lớn hơn bán kính của đường tròn (O; 3 cm). Vậy đường thẳng a và đường tròn (O; 3 cm) không giao nhau.
– Vì khoảng cách từ O đến đường thẳng a bằng bán kính của đường tròn (O; 4 cm). Vậy đường thẳng a và đường tròn (O; 4 cm) tiếp xúc nhau.
– Vì 4 < 5 nên khoảng cách từ O đến đường thẳng a nhỏ hơn bán kính của đường tròn (O; 5 cm). Vậy đường thẳng a và đường tròn (O; 5 cm) cắt nhau.
Đồng hồ treo tường trang trí ở Hình 29 gợi nên vị trí tương đối của đường thẳng và đường tròn.
Quan sát Hình 29 và chỉ ra một hình ảnh đường thẳng và đường tròn:
a) Cắt nhau;
b) Tiếp xúc nhau;
c) Không giao nhau.
a) Đường thẳng màu đen cắt đường tròn màu cam.
b) Đường thẳng màu đen tiếp xúc với đường tròn màu xanh mạ non.
c) Đường thẳng màu vàng không giao nhau với đường tròn màu đỏ.
Trong Hình 30, mép ngoài cửa ra vào có dạng một phần của đường tròn bán kính 1,6 m. Hãy tính chiều cao HK của cửa đó (làm tròn kết quả đến hàng phần mười của mét), biết AH = 0,9 m.
Xét ∆OAH vuông tại H, theo định lý Pythagore ta có:
OA2 = OH2 + AH2
Suy ra OH2 = OA2 – AH2 = 1,62 – 0,92 = 1,75.
Do đó OH=1,75=74=72 (m).
Khi đó, HK=OH+OK=72+1,6≈2,9 (m).
Vậy chiều cao của cửa là khoảng 2,9 mét.
Trên mặt phẳng, một vật nhỏ chuyển động trên đường tròn tâm O bán kính 2 m, một vật khác chuyển động trên đường thẳng a sao cho khoảng cách từ điểm O đến đường thẳng a bằng 3 m. Hai vật nhỏ có bao giờ gặp nhau không?
Vì 3 > 2 nên khoảng cách từ O đến đường thẳng a lớn hơn bán kính của đường tròn (O; 2 m).
Vậy đường thẳng a và đường tròn (O; 2 m) không giao nhau nên hai vật nhỏ không bao giờ gặp nhau.
Cho bốn điểm O, M, N, P cùng nằm trên một đường thẳng sao cho điểm M nằm giữa hai điểm O và N; điểm N nằm giữa hai điểm M và P. Gọi a, b, c lần lượt là các đường thẳng đi qua M, N, P và vuông góc với đường thẳng OP. Xác định vị trí tương đối của mỗi đường thẳng a, b, c và đường tròn (O; ON).
– Vì điểm M nằm giữa hai điểm O và N nên OM < ON suy ra khoảng cách từ O đến đường thẳng a nhỏ hơn bán kính của đường tròn (O; ON). Vậy đường thẳng a và đường tròn (O; ON) cắt nhau.
– Vì khoảng cách từ O đến đường thẳng b (là ON) bằng bán kính của đường tròn (O; ON). Vậy đường thẳng b và đường tròn (O; ON) tiếp xúc nhau.
– Vì điểm M nằm giữa hai điểm O và N; điểm N nằm giữa hai điểm M và P nên điểm N nằm giữa hai điểm O và P.
Suy ra OP > ON nên khoảng cách từ O đến đường thẳng c lớn hơn bán kính của đường tròn (O; ON). Vậy đường thẳng b và đường tròn (O; ON) không giao nhau.
Cho điểm O và đường thẳng a không đi qua O.
a) Vẽ điểm H là hình chiếu của điểm O trên đường thẳng a.
b) Từ đó, vẽ ba đường tròn tâm O lần lượt: không giao với đường thẳng a; tiếp xúc với đường thẳng a; cắt đường thẳng a tại hai điểm phân biệt.
a)
b, 
Đường tròn (O; OM) không giao với đường thẳng a;
Đường tròn (O: OH) tiếp xúc với đường thẳng a;
Đường tròn (O; OK) cắt đường thẳng a tại hai điểm A và B phân biệt.
