Câu hỏi
Cho hệ phương trình: \(\left\{ \begin{array}{l}{x^2} + {y^2} - 4x + 8y - 5 = 0\;\;\;\left( 1 \right)\\mx + \left( {2 - m} \right)y + m = 0\;\;\;\;\;\;\left( 2 \right)\end{array} \right..\) Tìm \(m\) để hệ có 2 nghiệm \(\left( {{x_1};\;{y_1}} \right)\) và \(\left( {{x_2};\;{y_2}} \right)\) để \(P = {\left( {{x_1} - {x_2}} \right)^2} + {\left( {{y_1} - {y_2}} \right)^2}\) đạt giá trị lớn nhất.
- A \(m = \frac{8}{9}\)
- B \(m = \frac{8}{7}\)
- C \(m = \frac{7}{8}\)
- D \(m = \frac{9}{8}\)
Phương pháp giải:
Đường tròn: \({x^2} + {y^2} - 2ax - 2by + c = 0\) là đường tròn tâm \(I\left( {a;\;b} \right)\) và bán kính \(R = \sqrt {{a^2} + {b^2} - c} .\)
Lời giải chi tiết:
Theo đề bài ta có: \(\left( 1 \right)\) là phương trình đường tròn \(\left( C \right)\) có tâm \(I\left( {2;\; - 4} \right)\) và bán kính \(R = \sqrt {{2^2} + {4^2} + 5} = \sqrt {25} = 5.\)
\(\left( 2 \right)\) là phương trình đường thẳng \(\left( d \right):\;\;mx + \left( {2 - m} \right)y + m = 0.\)
Khi đó ta có nghiệm của hệ phương trình là tọa độ giao điểm của đường thẳng \(\left( d \right)\) và đường tròn \(\left( C \right).\)
Gọi tọa độ giao điểm của đường thẳng \(\left( d \right)\) và đường tròn \(\left( C \right)\) là \(A\left( {{x_1};\;{y_1}} \right)\) và \(B\left( {{x_2};\;y{ _2}} \right).\) Ta có:
\(P = {\left( {{x_1} - {x_2}} \right)^2} + {\left( {{y_1} - {y_2}} \right)^2} = A{B^2}.\)
Vì \(AB\) là một dây cung của đường tròn \(\left( C \right) \Rightarrow AB \le 2R \Leftrightarrow A{B^2} \le 4{R^2} = 100.\)
\( \Rightarrow P\) đạt giá trị lớn nhất khi \(AB\) là một đường kính của \(\left( C \right).\)
Hay \(\left( d \right)\) đi qua \(I\left( {2;\; - 4} \right) \Rightarrow m.2 + \left( {2 - m} \right).\left( { - 4} \right) + m = 0 \Leftrightarrow 2m - 8 + 4m + m = 0 \Leftrightarrow 7m = 8 \Leftrightarrow m = \frac{8}{7}.\)
Chọn B.