Lý thuyết và bài tập đường thẳng song song với một đường thẳng cho trước (có đáp án)

LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP ĐƯỜNG THẲNG SONG SONG VỚI MỘT ĐƯỜNG THẲNG CHO TRƯỚC

A. Lý thuyết

1. Khoảng cách giữa hai đường thẳng song song

Khoảng cách giữa hai đường thẳng song song là khoảng cách từ một điểm tùy ý trên đường thằng này đến đường thẳng kia.

2. Tính chất của các điểm các đều một đường thẳng cho trước

Các điểm cách đều một đường thẳng b một khoảng là h nằm trên hai đường thẳng song song với b và cách b một khoảng bằng h.

Nhận xét: Tập hớp các điểm cách một đường thẳng cố định một khoảng cách bằng h không đổi là hai đường thẳng song song với đường thẳng đó và cách đường thẳng đó một khoảng bằng h.

3. Đường thẳng song song cách đều

Cho các đường thẳng a, b, c, d song song với nhau và khoảng cách giữa các đường thẳng a và b, b và c, c và d bằng nhau. Khi đó ta gọi a, b, c, d là các đường thẳng song song cách đều.

Ta có định lí:

– Nếu các đường thẳng song song cách đều cắt một đường thẳng thì chúng chắn trên đường thẳng đó các đoạn thẳng liên tiếp bằng nhau.

– Nếu các đường thẳng song song cắt một đường thẳng và chúng chắn trên đường thẳng đó các đoạn thẳng liên tiếp bằng nhau thì chúng song song cách đều.

B. BÀI TẬP

Bài 1: Cho đoạn thẳng AB. Kẻ tia Ax bất kì. Trên tia Ax lấy các điểm C, D, E sao cho AC = CD = DE (h.97). Kẻ đoạn thẳng EB. Qua C, D kẻ các đường thẳng song song với EB. Chứng minh rằng đoạn thẳng AB bị chia ra ba phần bằng nhau.

Lời giải:

Ta có: EB // DD' // CC' và AC = CD = DE.

Nên theo định lí về các đường thẳng song song cách đều ta suy ra AC' = C'D' = D'B

Vậy đoạn thẳng AB bị chia ra ba phần bằng nhau.

Bài 2: Cho điểm A nằm ngoài đường thẳng d và có khoảng cách đến d bằng 2cm. Lấy điểm B bất kì thuộc đường thẳng d. Gọi C là điểm đối xứng với điểm A qua điểm B. Khi điểm B di chuyển trên đường thẳng d thì điểm C di chuyển trên đường nào?

Lời giải:

Kẻ AH và CK vuông góc với d.

Ta có AB = CB (gt)

\(\angle ABH = \angle CBK\) (đối đỉnh)

Nên ΔAHB = ΔCKB (cạnh huyền - góc nhọn)

Suy ra CK = AH = 2cm

Điểm C cách đường thẳng d cố định một khoảng cách không đổi 2cm nên C di chuyển trên đường thẳng m song song với d và cách d một khoảng bằng 2cm.

Bài 3: Ghép mỗi ý (1), (2), (3), (4) với một trong các ý (5), (6), (7), (8) để được một khẳng định đúng.

(1) Tập hợp các điểm cách A cố định một khoảng 3cm.

(2) Tập hợp các điểm cách đều hai đầu của đoạn thẳng AB cố định

(3) Tập hợp các điểm nằm trong góc xOy và cách đều hai cạnh của góc đó

(4) Tập hợp các điểm cách đều đường thẳng a cố định một khoảng 3cm.
(5) Là đường trung trực của đoạn thẳng AB.

(6) là hai đường thẳng song song với a và cách a một khoảng 3cm.

(7) là đường tròn tâm A bán kính 3cm.

(8) là tia phân giác của góc xOy
Lời giải:

Ghép các ý:

(1) với (7)

(2) với (5)

(3) với (8)

(4) với (6)

Bài 4: Cho góc vuông xOy, điểm A thuộc tia Oy sao cho OA = 2cm. Lấy B là một điểm bất kì thuộc tia Ox. Gọi C là trung điểm của AB. Khi điểm B di chuyển trên tia Ox thì điểm C di chuyển trên đường nào?

Lời giải:

- Cách 1:

Kẻ CH ⊥ Ox. Ta có CB = CA (gt).

CH // AO (cùng vuông góc Ox)

=> HB = OH => CH là đường trung bình của tam giác AOB

=> CH = ½.AO = ½.2 = 1 (cm)

Điểm C cách tia Ox cố định một khoảng không đổi 1cm nên C di chuyển trên tia Em song song với Ox và cách Ox một khoảng bằng 1cm.

- Cách 2:

Vì C là trung điểm của AB nên OC là trung tuyến ứng với cạnh huyền AB do đó OC = CA.

Điểm C di chuyển trên tia Em thuộc đường trung trực của OA.

Bài 5: Cho tam giác ABC vuông tại A. Lấy M là một điểm bất kì thuộc cạnh BC. Gọi MD là đường vuông góc kẻ từ M đến AB, ME là đường vuông góc kẻ từ M đến AC, O là trung điểm của DE.

a) Chứng minh rằng ba điểm A, O, M thẳng hàng.

b) Khi điểm M di chuyển trên cạnh BC thì điểm O di chuyển trên đường nào?

c) Điểm M ở vị trí nào trên cạnh BC thì AM có độ dài nhỏ nhất?

Lời giải:

a) Tứ giác ADME có

\(\angle A = \angle D = \angle E = 90^\circ \) nên ADME là hình chữ nhật

O là trung điiểm của đường chéo DE nên O cũng là trung điểm của đường chéo AM.

Vậy A, O, M thẳng hàng.

b) Kẻ AH ⊥ BC. Tương tự như bài 70 ta có hai cách chứng minh như sau:

- Cách 1:

Kẻ OK ⊥ BC. Ta có OA = OM, OK // AH (cùng vuông góc BC)

=> OK = ½. Ạ. Điểm O cách đoạn thẳng BC cố định một khoảng không đổi bằng ½ AH.

Mặt khác khi M trùng C thì O chính là trung điểm của AC, khi M trùng B thì O chính là trung điểm của AB. Vậy O di chuyển trên đoạn thẳng PQ là đường trung bình của tam giác ABC.

- Cách 2:

Vì O là trung điểm của AM nên HO là trung tuyến ứng với cạnh huyền AM.

Do đó OA = OH. Suy ra điểm O di chuyển trên đường trung trực của AH. Mặt khác vì M di chuyển trên cạnh BC nên O chỉ di chuyển trên cạnh PQ. Vậy điểm O di chuyển trên đoạn thẳng PQ là đường trung bình của ABC.

Bài 6: Đố. Để vạch một đường thẳng song song với mép gỗ AB và cách mép gỗ 10cm, bác thợ mộc đặt đoạn bút chì CD dài 10cm vuông góc với ngón tay trỏ lấy làm cữ (h.98), rồi đưa ngón trỏ chạy dọc theo mép gỗ AB. Căn cứ vào kiến thức nào mà ta kết luận rằng đầu chì C vạch nên đường thẳng song song với AB và cách AB là 10cm?.

Hình 98

Lời giải:

- Căn cứ vào tính chất đường thẳng song song với một đường thẳng cho trước.

- Vì điểm C cách mép gỗ AB một khoảng không đổi bằng 10cm nên khi tay di chuyển thì đầu bút chì C vạch nên một đường thẳng song song với AB và cách AB một khoảng 10cm.