Sáng kiến kinh nghiệm: Ứng dụng phần mềm mathcad và geogebra giải một số bài toán hình giải tích

1 SKKN : ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MATHCAD VÀ GEOGEBRA GIẢI MỘT SỐ BÀI TOÁN HÌNH GIẢI TÍCH ---------------------------------------------- PHẦN MỞ ĐẦU I. Bối cảnh của đề tài : Trong các năm học gần đây Bộ Giáo dục và Đào tạo đã phát động và khuyến khích việc đổi mới phương pháp giảng dạy theo hướng phát huy tính tích cực của học sinh, đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin vào giảng dạy, do đó mỗi thầy cô giáo cả nước đang cố gắng làm và phát huy việc ứng dụng công nghệ thông tin để hỗ trợ cho việc dạy và học. Mỗi giáo viên cần phảI có những biện pháp, phương tiện thích hợp để cảI tiến việc dạy và học sao cho kết quả đạt được ngày càng nhiều hơn, ít tốn thời gian hơn, và học sinh ham thích học tập hơn. Hoà vào xu thế đó , tôi cố gắng ứng dụng công nghệ thông tin vào việc giải toán là nghiên cứu dùng các phần mềm toán học Mathcad, GeoGebra để giải một số bài toán một cách tự động, tạo ra các bài toán tương tự có thể dùng làm các đề trắc nghiệm khác nhau nhưng có chất lượng như nhau, sáng tạo ra các bài toán mới dành cho thi đại học, thi học sinh giỏi, thi máy tính bỏ túi II. Lý do chọn đề tài - Bài toán hình giải tích có liên quan về đường phân giác, trung tuyến, đường cao trong tam giác là một bài toán thường gặp trong các kì thi đại học, thi học sinh giỏi máy tính bỏ túi ... thường được cho với nhiều dạng khác nhau . Học sinh đã được trang bị kiến thức về phương trình đường thẳng từ lớp 10 nhưng đến lớp 12 thì đã quên khá nhiều và các em rất lúng túng trong cách giải quyết và thậm chí là mất khá nhiều thời gian vẫn không giải quyết được. - Trong sáng kiến kinh nghiệm này tôi xin đóng góp một số bài toán và phương pháp giải quyết các bài toán hình giải tích có liên quan đến đường phân giác trong tam giác; sử dụng phần mềm Mathcad để tạo ra các bài tập tương tự cho học sinh luyện tập, dùng phần GeoGebra để kiểm chứng, từ đó nâng cao được khả năng giải quyết các bài toán thuộc dạng này. III. Phạm vi và đối tượng của đề tài : Đối tượng nghiên cứu của tôi là một số bài toán và phương pháp giải quyết các bài toán hình giải tích có liên quan đến đường phân giác trong tam giác, đường phân giác của góc tạo bởi hai đường thẳng, đường phân giác của góc nhọn, góc tù và vận dụng giải toán hình giải tích phẳng ở đề thi đại học. Đề tài được áp dụng cho các học sinh lớp 10, lớp12 luyện thi đại học. IV. Mục đích nghiên cứu : - Góp phần giải quyết một số các bài toán hình giải tích có liên quan đến đường phân giác trong tam giác, đường phân giác của góc tạo bởi hai đường thẳng, đường phân giác của góc nhọn, góc tù và vận dụng giải toán hình giải tích phẳng ở đề thi đại học; sử dụng phần mềm Mathcad, GeoGebra để tạo ra các bài tập tương tự 2 cho học sinh luyện tập từ đó nâng cao được khả năng giải quyết các bài toán thuộc dạng này trong các đề thi Đại học. - Đề tài cũng quan tâm đến vấn đề tạo bài tập tương tự bằng các phép biến hình. Việc này cũng rất cần thiết cho giáo viên tự tạo ra các bài toán có độ khó tương đương nhằm tạo nguồn bài tập cho học sinh thực hành, tạo thư viện bài toán cho học sinh kiểm tra trắc nghiệm với các bài toán tương đương . Việc này giúp giáo viên hạn chế được sự sao chép bài làm kiểm tra lẫn nhau giữa các học sinh , góp phần phản ánh đúng trình độ học sinh hơn V. Điểm mới trong kết quả nghiên cứu : - Ứng dụng được phần mềm Mathcad, GeoGebra để giải quyết bài toán hình học giải tích nói chung và lớp bài toán về đường phân giác, trung tuyến, đường cao trong tam giác trong tam giác nói riêng... đối với một số bài toán thi đại học, thi học sinh giỏi máy tính cầm tay. -Ứng dụng được phần mềm Mathcad , GeoGebra sáng tạo được các bài toán mới, nhanh chóng, hiệu quả và cho kết quả chính xác. PHẦN NỘI DUNG I. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ : I.1.Thực trạng của vấn đề : Xin nêu ra một số bài toán hình giải tích có liên quan đến đường phân giác trong tam giác trong một số đề thi đại học : Bài 1 : Viết phương trình ba cạnh của tam giác ABC trong mặt phẳng Oxy, cho biết đỉnh C(4;3), đường phân giác trong và đường trung tuyến kẻ từ một đỉnh của tam giác có phương trình lần lượt là : x + 2y – 5 = 0 và 4x + 13y – 10 = 0 . (Trích đề thi đại học Huế 2001) Bài 2 : Trong mặt phẳng cho ba điểm A(-1;7), B(4; -3), C(- 4;1). Viết phương trình đường tròn nội tiếp tam giác ABC. ( Trích đề thi đại học Ngoại Ngữ Hà Nội 2001) Bài 3 : Cho tam giác ABC có A(2; -1) và các đường phân giác trong góc B và C lần lượt có phương trình : x – 2y +1 = 0; x+y + 3 = 0. Tìm phương trình đường thẳng BC . (Trích đề thi Học viện Quan hệ Quốc tế – 2000) Bài 4 : Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy cho đường tròn 2 2 4( ) : ( 2) 5 − + =C x y và hai đường thẳng 1: 7 0Δ − =x y , 2 : 0Δ − =x y .Xác định toạ độ tâm K và tính bán kính đường tròn 1( )C ; biết đường tròn 1( )C tiếp xúc với các đường 1Δ , 2Δ và có tâm K thuộc đường tròn ( )C . ( Trích đề thi đại học khối B 2009) Bài 5 : Trong mặt phẳng toạ độ Oxy, cho tam giác ABC vuông tại A, có đỉnh C(− 4; 1), phân giác trong góc A có phương trình x + y − 5 = 0. Viết phương trình đường thẳng BC, biết diện tích tam giác ABC bằng 24 và đỉnh A có hoành độ dương. (Trích đề thi ĐH khối B _2010) 3 Thực tế giảng dạy nếu giáo viên không ôn tập cho học sinh một cách có hệ thống các kiến thức về phương trình đường thẳng ở lớp 10 thì các em sẽ không giải được những bài toán dạng trên. Những bài toán này phải vận dụng linh hoạt các kiến thức đã học ở lớp 10 mà đa số học sinh lớp 12 đã quên hoặc chỉ nhớ mơ hồ . Do đó việc dành thời gian nhất định để ôn tập cho các em là rất cần thiết. I.2.Cơ sở lý luận : Học sinh cần ôn tập lại các kiến thức về phương trình đường thẳng trong mặt phẳng và một số kiến thức sau : a) Tính chất của đường phân giác trong tam giác : AD laø phaân giaùc trong, AE laø phaân giaùc ngoaøi goùc A của tam giác ABC thì ⎫= ⇒ = − =⎬⎭ JJJG JJJG JJJG JJJG ;DB AB EB AB ABDB DC EB EC DC AC EC AC AC b) Tính chất của phép đối xứng qua đường phân giác: Nếu điểm M nằm trên đường thẳng AC , gọi M’ là điểm đối xứng của M qua phân giác AD hoặc AE thì M’ phải thuộc về đường thẳng AB. c) Phương trình các đường phân giác của một góc : Trong mp Oxy cho hai đường thẳng d1 và d2 có phương trình : 1 1 1 2 2 21: 0 ; 1: 0d a x by c d a x b y c+ + = + + = cắt nhau thì phương trình các đường phân giác của góc tạo bởi d1 và d2 là : 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 2 a x by c a x b y c a b a b + + + += ±+ + d) Vị trí tương đối của hai điểm đối với một đường thẳng : Trong mp Oxy cho đường thẳng : 0d ax by c+ + = và hai điểm ( ; ) , ( ; )M M N NM x y N x y . M và N nằm khác phía đối với d ⇔ ( ).( ) 0M M N Nax by c ax by c+ + + + < M và N nằm cùng phía đối với d ⇔ ( ).( ) 0M M N Nax by c ax by c+ + + + > III. Các biện pháp tiến hành giải quyết vấn đề : 4 III.1 Các bước tiến hành : • Đối với bài toán phải xác định chân đường phân giác : Trong mp Oxy cho tam giác ABC đã biết tọa độ A, B, C. Gọi D là chân đường phân giác trong kẻ từ đỉnh A của tam giác ABC Ta có thể tìm tọa độ điểm D từ công thức : = − JJJG JJJGABDB DC AC Gọi E là chân đường phân giác ngoài kẻ từ đỉnh A của tam giác ABC Ta có thể tìm tọa độ điểm E từ công thức : = JJJG JJJGABEB EC AC • Tìm phương trình đường phân giác góc tạo bởi hai đường thẳng : Một số trường hợp : • Xác định phương trình các đường phân giác của góc tạo bởi hai đường thẳng 1 2,Δ Δ : Dùng công thức 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 2 a x by c a x b y c a b a b + + + += ±+ + ta tìm được phương trình hai đường phân giác là d1 và d2. • Xác định phân giác góc nhọn, phân giác góc tù của góc tạo bởi hai đường thẳng 1 2,Δ Δ : có nhiều phương pháp , ở đây chỉ nêu một phương pháp chẳng hạn : ta tìm phương trình hai đường phân giác là d1 và d2 sau đó tính số đo góc giữa 1Δ và d1; nếu số đo này nhỏ hơn 045 thì d1 là phân giác góc nhọn ; nếu số đo này lớn hơn 045 thì d1 là phân giác góc tù . Ngoài ra cũng có thể dùng véc tơ đơn vị để tìm phương trình phân giác góc nhọn hay tù của góc tạo bởi 2 đường thẳng : Giả sử 1 2,Δ Δ cắt nhau tại A, trên 1 2,Δ Δ ta lấy các véc tơ đơn vị ,AB AC JJJG JJJG 5 Sau đó dựng hình thoi ABDC thì AD JJJG là véc tơ chỉ phương của đường phân giác trong d1 ( nếu . 0AB AC >JJJG JJJG thì góc nBAC là góc nhọn ), còn CBJJJG là véc tơ chỉ phương của đường phân giác d2. Từ đó viết được phương trình của d1 và d2. • Đối với bài toán phải xác định phương trình đường tròn nội tiếp tam giác : Cách 1: có thể tìm phương trình phân giác trong AD, phương trình phân giác trong BK của tam giác ABC , tâm đường tròn nội tiếp là giao điểm của AD và BK. Bán kính đường tròn nội tiếp là khoảng cách từ I đến BC. Cách 2: có thể tìm tọa độ điểm D, gọi I là tâm đường tròn nội tiếp thì I là chân đường phân giác trong kẻ từ B của tam giác ABD nên ta có = − JJG JJGB DD AI I BA từ đây suy ra tọa độ điểm I. • Đối với bài toán phải xác định tọa độ đỉnh hoặc phương trình cạnh của tam giác: Sử dụng tính chất của phép đối xứng qua đường phân giác: chẳng hạn nếu điểm M nằm trên đường thẳng AC , gọi M’ là điểm đối xứng của M qua phân giác AD hoặc AE thì M’ phải thuộc về đường thẳng AB; từ đó kết hợp với các giả thiết còn lại của bài toán như đường trung tuyến, đường cao, diện tích, trọng tâm, chân đường cao ,..để tìm ra các đỉnh hoặc các cạnh mà đề bài yêu cầu. III.2 Các ví dụ minh họa : Vấn đề 1 : Tìm toạ độ chân đường phân giác trong và ngoài góc A của tam giác ABC trong mặt phẳng Oxy Đầu tiên ta lập hàm tìm tọa độ điểm M chia đoạn AB ( đã biết tọa độ A, B) như sau : 6 Bài 1 : Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho tam giác ABC có A(2;4), B(1; 3), C(5; 1) . Tìm toạ độ điểm D và điểm E chân đường phân giác trong và ngoài góc A của tam giác ABC. Tìm phương trình phân giác trong AD và phân giác ngoài AE. Phương pháp giải như đã nêu ở phần trên. Bây giờ ta dùng phần mềm Mathcad để giải bài toán. 7 Ta có thể dùng phép tịnh tiến và đối xứng để biến đổi số liệu của bài toán ban đầu thành bài toán khác có độ khó ngang bằng với bài toán ban đầu. Cách làm này cho ta tạo ra nhiều bài tập trắc nghiệm với kết quả tương tự giúp giáo viên tạo nhiều đề khác nhau có chất lượng ngang nhau. Bài 2 : Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho tam giác ABC có A(0;5), B(-1; 4), C(3; 2) . Tìm toạ độ điểm D và điểm E chân đường phân giác trong và ngoài góc A của tam giác ABC. Tìm phương trình phân giác trong AD và phân giác ngoài AE. Có thể kiểm tra lại kết quả bằng GeoGebra bằng cách nhập toạ độ A, B, C . Dùng công cụ vẽ đường phân giác ta có kết quả như sau : Tương tự ta có các bài toán sau : 8 Bài 3 : Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho tam giác ABC có A( 3 2 ;3), B( 1 2 ; 2), C( 9 2 ; 0) . Tìm toạ độ điểm D và điểm E chân đường phân giác trong và ngoài góc A của tam giác ABC. Tìm phương trình phân giác trong AD và phân giác ngoài AE. 2) Sau đây ta thay đổi các giá trị nhập vào một cách ngẫu nhiên, kết quả đa phần là số có chứa căn nhưng Mathcad vẫn tính ra kết quả chính xác, các bài toán này thường dùng cho thi máy tính bỏ túi lấy kết quả gần đúng : Bài 4 : 9 Kiểm tra kết quả bằng phần mềm vẽ đồ thị GeoGebra như sau : 10 Vaán ñeà 2 : Tìm phương trình đường phân giác góc nhọn, góc tù Bài 1 : Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho hai đường thẳng 1, 2Δ Δ có phương trình 3x +4y +5 = 0, 4x+3y + 3 = 0. Tìm phương trình các đường phân giác của góc tạo bởi 1, 2Δ Δ . Chỉ rõ phương trình phân giác góc nhọn. Ta giải kết hợp với Mathcad như sau : Trên hình vẽ ta thấy d1 là phân giác góc tù, d2 là phân giác góc nhọn. Thay đổi a1, b1, c1, a2, b2, c2 ta có kết quả do Mathcad giải ra như sau : 11 Bài 2 : Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho hai đường thẳng 1, 2Δ Δ có phương trình 2x - y +1 = 0, 2x - 4y + 3 = 0. Tìm phương trình các đường phân giác của góc tạo bởi 1, 2Δ Δ . Chỉ rõ phương trình phân giác góc nhọn. Tương tự ta có đề toán và kết quả : Bài 3 : Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho hai đường thẳng 1, 2Δ Δ có phương trình x + 3y +3 = 0, y +1 = 0. Tìm phương trình các đường phân giác của góc tạo bởi 1, 2Δ Δ . Chỉ rõ phương trình phân giác góc nhọn. Bài 4: Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho hai đường thẳng 1, 2Δ Δ có phương trình 4x +3y + 2 = 0, 6x +8y + 1 = 0. Tìm phương trình các đường phân giác của góc tạo bởi 1, 2Δ Δ . Chỉ rõ phương trình phân giác góc nhọn. Mở rộng bài toán trong không gian : Baøi 1 : Trong không gian với hệ trục toạ độ Oxyz cho tam giác ABC có A(0; -7; -2), B(5; 3; -2), C(-3; -1; -2). Tìm toạ độ điểm D và điểm E chân đường phân giác trong và ngoài góc A của tam giác ABC. Ta lập kịch bản giải bài toán như sau trên Mathcad : 12 Tương tự ta có các bài tập và kết quả như sau : Bài 2 : với toạ độ A,B,C ta có toạ độ điểm D và E tương ứng Với bài toán này ta dùng phép tịnh tiến và đối xứng tâm để tạo đề toán mới Bài 3 : 13 Bài 4 : Xác định rõ phân giác góc nhọn, góc tù Baøi 1 : Trong không gian với hệ trục toạ độ Oxyz cho hai đường thẳng cắt nhau có phương trình : 1 2 1 2 2 3 3 2 1: 1 4 2 : 5 1 1 2 x t x t d y t d y t z z t = = +⎧ ⎧⎪ ⎪= − − = − −⎨ ⎨⎪ ⎪= = +⎩ ⎩ Tìm phương trình đường phân giác góc nhọn, góc tù tạo bởi d1 và d2. Ta dựng hình thoi có 2 cạnh là 2 véc tơ đơn vị trên , véc tơ tổng của 2 véc tơ đơn vị trên chính là véc tơ chỉ phương của một đường phân giác của góc tạo bởi d1 và d2; véc tơ hiệu của 2 véc tơđơn vị trên chính là véc tơchỉ phương của một đường phân giác của góc tạo bởi d1 và d2; 14 Kết quả : PT phân giác góc nhọn : 3 19 5 17 1 10 x m y m z m = +⎧⎪ = − −⎨⎪ = +⎩ PT phân giác góc tù : 3 5 7 1 10 x n y n z n = −⎧⎪ = − −⎨⎪ = −⎩ Baøi 2 : Trong không gian với hệ trục toạ độ Oxyz cho hai đường thẳng cắt nhau có phương trình : 1 2 1 2 2 2 3 5 2 1: 1 4 2 : 5 2 2 2 x t x t d y t d y t z z t = + = +⎧ ⎧⎪ ⎪= + = +⎨ ⎨⎪ ⎪= = +⎩ ⎩ Tìm phương trình đường phân giác góc nhọn, góc tù tạo bởi d1 và d2. PT phân giác góc nhọn : 5 19 5 17 2 10 x m y m z m = +⎧⎪ = +⎨⎪ = +⎩ PT phân giác góc tù : 5 5 7 2 10 x n y n z n = −⎧⎪ = +⎨⎪ = −⎩ Vaán ñeà 3 : Tìm phương trình đường tròn nội tiếp tam giác Phương pháp giải có 2 cách đã trình bày ở phần trên, bây giờ sẽ sử dụng cách 2 để giải . Cách 2: tìm tọa độ điểm D là chân đường phân giác trong AD của tam giác ABC, gọi I là tâm đường tròn nội tiếp thì I là chân đường phân giác trong kẻ từ B của tam giác ABD nên ta có = − JJG JJGB DD AI I BA từ đây suy ra tọa độ điểm I và bán kính r . 15 Bài 1: Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho tam giác ABC có A(2;6), B(-3;-4), C(5;0) . Tìm phương trình đường tròn nội tiếp tam giác ABC. Ta lập kịch bản sau để giải bài toán : Ta dùng phép tịnh tiến và đối xứng tâm để tạo bài toán tương tự : Ta có bài toán : Bài 2: Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho tam giác ABC có A(0;4), B(-5;-6), C(3;-2) . Tìm phương trình đường tròn nội tiếp tam giác ABC. Kết quả : 16 Ta có bài toán : Bài 2: Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho tam giác ABC có A(2;-2), B(7;8), C(-1;4) . Tìm phương trình đường tròn nội tiếp tam giác ABC. Kết quả : Với phép đối xứng trục qua đường thẳng x – y - 7 = 0 .Ta có bài toán : Bài 3: Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho tam giác ABC có A(11;-7), B(1;-12), C(5;-4) . Tìm phương trình đường tròn nội tiếp tam giác ABC. Kết quả : 2 2( 6) ( 7) 5x y− + + = Với phép đối xứng trục qua đường thẳng x + y - 4 = 0 . Ta có bài toán : Bài 4: Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho tam giác ABC có A(0;4), B(10; 9), C(6; 1) . Tìm phương trình đường tròn nội tiếp tam giác ABC. Kết quả : 2 2( 5) ( 4) 5x y− + − = Ta xét bài toán tương tự là cho phương trình 3 cạnh của tam giác, hãy tìm phương trình đường tròn nội tiếp tam giác . Bài 1: Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho tam giác có phương trình 3 cạnh là 1: 3 4 6 0x yΔ + − = , 2 : 4 3 1 0x yΔ + − = , 3 : 0yΔ = . Tìm phương trình đường tròn nội tiếp tam giác ABC. 17 Bài tập tương tự : Bài 2 : Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho tam giác có phương trình 3 cạnh là 1: 3 4 1 0x yΔ − + = , 2 : 4 3 6 0x yΔ + − = , 3 : 0xΔ = . Tìm phương trình đường tròn nội tiếp tam giác ABC. Bài 3 : Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho tam giác có phương trình 3 cạnh là 1: 1 0Δ + + =x y , 2 : 7 0Δ + =x y , 3 : 0Δ − =x y . Tìm phương trình đường tròn nội tiếp tam giác ABC. 18 Bài toán ngược : Ở phần trên cho 3 đường thẳng tạo thành tam giác, yêu cầu tìm phương trình đường tròn nội tiếp. Bây giờ ta xét ngược lại , cho đường tròn tiếp xúc với 2 đường thẳng còn tâm của nó lại thuộc về một đường thẳng hoặc một đường tròn. a) Tâm thuộc đường thẳng : Bài 1: Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho ba đường thẳng có phương trình 1: 2 1 0Δ + + =x y , 2 : 2 0Δ + =x y , 3 : 2 1 0Δ − + =x y . Tìm phương trình đường tròn tiếp xúc với 1Δ , 2Δ và có tâm thuộc 3Δ . Thử lại bằng GeoGebra 19 Kết quả hoà toàn chính xác. Ta có bài tập tương tự Bài 2 : Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho ba đường thẳng có phương trình 1: 2 3 0Δ − + =x y , 2 : 2 1 0Δ − + =x y , 3 : 2 3 1 0Δ − + =x y . Tìm phương trình đường tròn tiếp xúc với 1Δ , 2Δ và có tâm thuộc 3Δ . Bài 3 : Trong mặt phẳng với hệ trục toạ độ Oxy cho ba đường thẳng có phương trình 1: 4 1 0Δ + + =x y , 2 : 4 2 0Δ + + =x y , 3 : 0Δ + =x y . Tìm phương trình đường tròn tiếp xúc với 1Δ , 2Δ và có tâm thuộc 3Δ . b) Tâm thuộc đường tròn : Bài 4 : Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy cho đường tròn (C) : 2 2 4( 2) 5 − + =x y và hai đường thẳng 1: 7 0Δ − =x y , 2 : 0Δ − =x y .Xác định toạ độ tâm K và tính bán kính đường tròn 1( )C ; biết đường tròn 1( )C tiếp xúc với các đường 1Δ , 2Δ và có tâm K thuộc đường tròn ( )C . ( Trích đề thi đại học khối B 2009 ) Ta lập kịch bản giải bài toán như sau : 20 Hệ vô nghiệm. Vậy đường tròn (C1) có phương trình như trên. Bài tương tự : Bài 5 : Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy cho đường tròn (C) : 2 2 8 2 15 0+ − − + =x y x y và hai đường thẳng 1: 2 1 0Δ + + =x y , 2 : 2 0Δ + =x y .Xác định toạ độ tâm K và tính bán kính đường tròn 1( )C ; biết đường tròn 1( )C tiếp xúc với các đường 1Δ , 2Δ và có tâm K thuộc đường tròn ( )C . Bài 6 : Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy cho đường tròn (C) : 2 2 12 4 32 0+ − − + =x y x y và hai đường thẳng 1: 2 3 0Δ + =x y , 2 : 3 2 0Δ + =x y .Xác định toạ độ tâm K và tính bán kính đường tròn 1( )C ; biết đường tròn 1( )C tiếp xúc với các đường 1Δ , 2Δ và có tâm K thuộc đường tròn ( )C . 21 Bài 7: Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy cho đường tròn (C) : 2 2 16 4 48 0+ − − + =x y x y và hai đường thẳng 1: 2 3 0Δ + =x y , 2 : 3 2 0Δ + =x y .Xác định toạ độ tâm K và tính bán kính đường tròn 1( )C ; biết đường tròn 1( )C tiếp xúc với các đường 1Δ , 2Δ và có tâm K thuộc đường tròn ( )C . Bài toán vận dụng : Các bài toán sau đòi hỏi học sinh phải vận dụng các kiến thức về đường thẳng, đường tròn ở mức cao mới có thể giải quyết được, đó là các bài toán thi đại học . Bài 1 Trong mặt phẳng toạ độ Oxy , cho tam giác ABC vuông tại A, có đỉnh C(-4;1), phân giác trong góc A có phương trình 5 0+ − =x y . Viết phương trình đường thẳng BC, biết diện tích tam giác ABC bằng 24 và đỉnh A có hoành độ dương. ( Trích đề thi đại học khối B 2010 Phương pháp giải thể hiện qua phần chương trình Mathcad sau : 22 Phương trình đường thẳng BC là : 3x – 4y +16 = 0 Bài 2 Trong mặt phẳng toạ độ Oxy , cho tam giác ABC vuông tại A, có đỉnh C(-2,1),phân giác trong góc A có phương trình 5 0+ − =x y . Viết phương trình đường thẳng BC, biết diện tích tam giác ABC bằng 9 và đỉnh A có hoành độ dương. Phương trình đường thẳng BC là : x-2y+4 = 0 Bài 3 Trong mặt phẳng toạ độ Oxy , cho tam giác ABC vuông tại A, có đỉnh C(-3; 1) ,phân giác trong góc A có phương trình 2 0+ − =x y . Viết phương trình đường thẳng BC, biết diện tích tam giác ABC bằng 21 là đỉnh A có hoành độ dương. Phương trình đường thẳng BC là : 21x -8y +71 = 0 Bài 4 Viết phương trình ba cạnh của tam giác ABC trong mặt phẳng Oxy, cho biết đỉnh B(4;3), đường phân giác trong AD và đường trung tuyến CM của tam giác có phương trình lần lượt là : x + 2y – 5 = 0 và 4x + 13y – 10 = 0 . ( Đề thi đại học Huế 2001) Ta lập chương trình giải như sau : 23 Bài tập tương tự Bài 5 Viết phương trình ba cạnh của tam giác ABC trong mặt phẳng Oxy, cho biết đỉnh B(0;-2), đường phân giác trong AD và đường trung tuyến CM của tam giác có phương trình lần lượt là : x –y+1 = 0 và x+y = 0 . Kết quả : Bài 6 Viết phương trình ba cạnh của tam giác ABC trong mặt phẳng Oxy, cho biết đỉnh B(1;-1), đường phân giác trong AD và đường trung tuyến CM của tam giác có phương trình lần lượt là : x – 2y = 0 và x - y +1 = 0 . Kết quả : Bài 7 Viết phương trình ba cạnh của tam giác ABC trong mặt phẳng Oxy, cho biết đỉnh B(3;0), đường phân giác trong AD và đường trung tuyến CM của tam giác có phương trình lần lượt là : 3 x +y +1 = 0 và x +2y = 0 . Kết quả : 24 IV. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm : - Qua thực tế giảng dạy , nếu học sinh được ôn tập các kiến thức về phương trình đường thẳng, đường tròn, phương trình các đường phân giác có hệ thống như trên thì các em làm tốt và đúng hơn bài hình giải tích phẳng có liên quan đến các kiến thức trên . - Khi đã thông hiểu các em vận dụng ngày càng linh hoạt, sáng tạo các kiến thức trên để giải quyết được nhiều bài toán về đường thẳng, đường tròn trong các đề thi đại học. - Giữa 2 lớp 12A có ôn tập kỹ theo hệ thống trên và lớp 12H cho học sinh tự ôn tập, hệ thống cách giải thì nhiều học sinh lớp 12H không định hướng được cách giải quyết bài toán , hoặc có lời giải quá dài dòng, phức tạp, mất nhiều thời gian. PHẦN KẾT LUẬN I. Những bài học kinh nghiệm : - Sử dụng phần mềm MATHCAD hỗ trợ nghiên cứu giải và sáng tạo bài toán mới rất nhanh chóng và chính xác. Tính chính xác và hiệu quả cao hơn gấp nhiều lần khi sử dụng phần mềm Mathcad hỗ trợ để tính toán và tạo lập bài toán tương tự. Với MATHCAD giáo viên sau khi đã lập trình giải bài toán trên Mathcad xong thì kết quả có ngay lập tức. Chỉ cần thay đổi số liệu ban đầu là giáo viên có ngay bài toán tương tự với kết quả tức thì và rất chính xác vì vậy tạo được niều bài tập cho học sinh thực tập. II. Ý nghĩa của sáng kiến kinh nghiệm : Sáng kiến kinh nghiệm góp thêm một phần thiết thực vào việc ôn thi đại học của học sinh. Nó giúp học sinh thấy được cách giải quyết vấn đề nhanh chóng và hiệu quả khi đã nắm vững phương pháp. III. Khả năng ứng dụng, triển khai : Có thể áp dụng cho các học sinh khối 10, khối 12 luyện thi đại học, các lớp 10, 12 chuyên toán thi học sinh giỏi các cấp. IV. Những kiến nghị và đề xuất : • Cần phổ biến phần mềm Mathcad sâu rộng để giáo viên có thêm công cụ hỗ trợ giảng dạy. • Để học sinh tiếp cận được đề thi Đại học và giải được chúng, cần tổ chức ôn tập sớm các chuyên đề có nội dung tương tự như trên. 25 Trên đây là phần tóm tắt bản báo cáo sáng kiến kinh nghiệm , mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các đồng nghiệp để sáng kiến kinh nghiệm được hoàn thiện hơn. Bến Tre, ngày tháng năm 2011 Người viết Trần Thanh Liêm Tài liệu tham khảo : 1) Các đề thi đại học và đáp án từ năm 2001- 2010 của Bộ Giáo Dục 2) Sách giáo khoa lớp 10,11,12. 3) Sách Chuẩn Kiến thức Kỹ Năng lớp 10,11,12 của Bộ Giáo Dục 4) Sách “ Mathcad 7.0 giải toán phổ thông và Đại học “ Nhà Xuất Bản Đà Nẳng Năm 1999 – Tác giả Trần Thanh Liêm.