Câu hỏi

Cho đường tròn \(\left( C \right):\,\,\,{x^2} + {y^2} + 2x - 4y - 4 = 0\) và điểm \(A\left( {2;\,\,5} \right).\) Lập phương trình tiếp tuyến kẻ từ \(A\) tới đường tròn. Giả sử các tiếp tuyến này tiếp xúc với đường tròn tại hai điểm \(M,\,\,N.\) Hãy tính độ dài \(MN.\)

  • A \(MN = 3\sqrt 2 \)        
  • B \(MN = 3\)       
  • C \(MN = 2\sqrt 5 \)        
  • D \(MN = 2\)

Phương pháp giải:

Đường tròn \(\left( C \right):\,\,{x^2} + {y^2} + 2x - 4y - 4 = 0\) có tâm \(I\left( { - 1;\,\,2} \right)\) và bán kính \(R = 3.\)

Ta có: \(\overrightarrow {IA}  = \left( {3;\,\,3} \right) \Rightarrow IA = 3\sqrt 2  > R \Rightarrow A\)  nằm ngoài đường tròn \(\left( C \right).\)

Từ đó suy ra phương trình các đường tiếp tuyến của đường tròn \(\left( C \right)\) và tìm tọa độ các điểm \(M,\,\,N \Rightarrow MN.\)

Lời giải chi tiết:

Đường tròn \(\left( C \right):\,\,{x^2} + {y^2} + 2x - 4y - 4 = 0\) có tâm \(I\left( { - 1;\,\,2} \right)\) và bán kính \(R = 3.\)

Ta có: \(\overrightarrow {IA}  = \left( {3;\,\,3} \right) \Rightarrow IA = 3\sqrt 2  > R \Rightarrow A\)  nằm ngoài đường tròn \(\left( C \right).\)

\( \Rightarrow \) Từ \(A\) có thể kẻ được 2 đường tiếp tuyến với đường tròn \(\left( C \right).\)

Gọi tiếp tuyến của đường tròn \(\left( C \right)\) kẻ từ \(A\left( {2;\,5} \right)\) và có VTPT là \(\overrightarrow n  = \left( {a;\,\,b} \right).\) 

\(\begin{array}{l} \Rightarrow d:\,\,\,a\left( {x - 2} \right) + b\left( {y - 5} \right) = 0\\ \Rightarrow d:\,\,\,ax + by - 2a - 5b = 0\end{array}\)

\(\begin{array}{l} \Rightarrow d\left( {I;\,\,d} \right) = R \Leftrightarrow \frac{{\left| { - a + 2b - 2a - 5b} \right|}}{{\sqrt {{a^2} + {b^2}} }} = 3\\ \Leftrightarrow \left| { - 3a - 3b} \right| = 3\sqrt {{a^2} + {b^2}} \\ \Leftrightarrow \left| {a + b} \right| = \sqrt {{a^2} + {b^2}} \\ \Leftrightarrow {a^2} + {b^2} + 2ab = {a^2} + {b^2}\\ \Leftrightarrow ab = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}a = 0 \Rightarrow {d_1}:\,\,\,\,y - 5 = 0\\b = 0 \Rightarrow {d_2}:\,\,\,x - 2 = 0\end{array} \right..\end{array}\)

Vậy có hai tiếp tuyến là \({d_1}:\,\,\,y = 5\) và \({d_2}:\,\,x = 2.\)

Gọi \(M = {d_1} \cap \left( C \right) \Rightarrow \) Tọa độ điểm \(M\) là nghiệm của hệ phương trình:

\(\left\{ \begin{array}{l}y = 5\\{x^2} + {y^2} - 2x - 6y + 6 = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}y = 5\\x =  - 1\end{array} \right. \Rightarrow M\left( { - 1;\,\,5} \right).\)

Gọi \(N = {d_2} \cap \left( C \right) \Rightarrow \) Tọa độ điểm \(N\) là nghiệm của hệ phương trình:

\(\begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}x = 2\\{x^2} + {y^2} - 2x - 6y + 6 = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 2\\y = 2\end{array} \right. \Rightarrow N\left( {2;\,\,2} \right).\\ \Rightarrow MN = \sqrt {{{\left( {2 + 1} \right)}^2} + {{\left( {2 - 5} \right)}^2}}  = 3\sqrt 2 .\end{array}\)

Chọn  A.


Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 10 - Xem ngay