- Cho điểm O và số k ≠ 0. Phép biến hình biến mỗi điểm M thành điểm M’ sao cho OM'→ = k. OM→ được gọi là phép vị tự tâm O, tỉ số k.
Phép vị tự tâm O tỉ số k thường được kí hiệu là V[O, k].
- Nhận xét:
1] Phép vị tự biến tâm vị tự thành chính nó.
2] Khi k = 1, phép vị tự là phép đồng nhất.
3] Khi k = -1, phép vị tự là phép đối xứng qua tâm vị tự.
4] M’ = V[O, k][M] .
II. Tính chất
- Tính chất 1. Nếu phép vị tự tỉ số k biến hai điểm M, N tùy ý theo thứ tự thành M’, N’ thì M'N'→ = k.MN→ và M’N’ = |k|.MN.
- Tính chất 2.
Phép vị tự tỉ số k:
a] Biến ba điểm thẳng hàng thành ba điểm thẳng hàng và bảo toàn thứ tự giữa các điểm ấy.
b] Biến đường thẳng thành đường thẳng song song hoặc trùng với nó, biến tia thành tia, biến đoạn thẳng thành đoạn thẳng.
c] Biến tam giác thành tam giác đồng dạng với nó, biến góc thành góc bằng nó.
d] Biến đường tròn bán kính R thành đường tròn có bán kính |k|.R.
III. Tâm vị tự của hai đường tròn.
- Định lí: Với hai đường tròn bất kì luôn có một phép vị tự biến đường tròn này thành đường tròn kia.
Tâm của phép vị tự được gọi là tâm vị tự của hai đường tròn.
- Cách tìm tâm vị tự của hai đường tròn.
Cho hai đường tròn [I ; R] và [I’; R’] có ba trường hợp xảy ra:
+ Trường hợp I trùng với I’
Khi đó, phép vị tự tâm I tỉ số R,R và phép vị tự tâm I tỉ số −R'R biến đường tròn
[I ; R] thành đường tròn [I ; R’].
+ Trường hợp I khác I’ và R ≠ R’
Lấy điểm M bất kì thuộc đường tròn [I ; R], đường thẳng qua I’ song song với IM cắt đường tròn [I’ ; R’] tại M’ và M”.
Giả sử M, M’ nằm cùng phía đối với đường thẳng II’ còn M, M” nằm khác phía đối với đường thẳng II’.
Giả sử đường thẳng MM’ cắt đường thẳng II’ tại điểm O nằm ngoài đoạn thẳng II’, còn đường thẳng MM” cắt đường thẳng II’ tại điểm O1 nằm trong đoạn thẳng II’.
Khi đó, phép vị tự tâm O tỉ số k = R'Rvà phép vị tự tâm O1 tỉ số sẽ biến đường tròn [I ; R] thành đường tròn [I’; R’].
Ta gọi O là tâm vị tự ngoài còn O1 là tâm vị tự trong của hai đường tròn nói trên.
+ Trường hợp I khác I’ và R = R’.
Khi đó, MM’ // II’ nên chỉ có phép vi tự tâm O1 tỉ số k = −RR = −1 biến đường tròn [I; R] thành đường tròn [I’ ; R’]. Đây chính là phép đối xứng tâm O1.
Ví dụ 1. Cho hai đường tròn [C]: [x – 2]^2 + [y – 1]^2 = 4 và [C’]: [x – 8]^2 + [y – 4]^2 = 16. Xác định tâm vị tự của hai đường tròn?
Hình học 11 Chương 1 Bài 7Trắc nghiệm Hình học 11 Chương 1 Bài 7Giải bài tập Hình học 11 Chương 1 Bài 7
ADSENSE
Trả lời [1]
Không có phép vị tự nào biến d thành d’ [Phép vị tự biến một đường thẳng thành đường thẳng song song hoặc trùng với nó].
bởi Khánh An
22/01/2021Like [0] Báo cáo sai phạm
Cách tích điểm HP
Nếu bạn hỏi, bạn chỉ thu về một câu trả lời.
Nhưng khi bạn suy nghĩ trả lời, bạn sẽ thu về gấp bội!
ZUNIA9
Các câu hỏi mới
Cho tứ diện ABCD. Gọi I, J lần lượt nằm trên 2 cạnh AC và AD[ không là trung điểm] và điểm O nằm trong tam giác BCD. Tìm giao điểm: [OIJ] và [BCD].
Cho tứ diện ABCD. Gọi I, J lần lượt nằm trên 2 cạnh AC và AD[ không là trung điểm] và điểm O nằm trong tam giác BCD. Tìm giao điểm: [OIJ] và [BCD].
08/11/2022 | 1 Trả lời
Giải phương trình: sin2x-√3cos2x=2
mn giúp e vs ạ
09/11/2022 | 0 Trả lời
Cho hình chóp SABCD có đáy ABCD là hình bình hành. Gọi M,N lần kluowtj là trung điểm của SA,SD. P thuộc SC sao cho SP=2PC. Tìm giao điểm của SB và [MNP]
Phép vị tự là một trong những phần hình học khó trong chương trình toán 11. Bài viết mang đến kiến thức lý thuyết cơ bản nhất về phép vị tự và các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao thường gặp trong đề thi trung học phổ thông như: Xác định phép vị tự, dùng phép vị tự để tìm tập hợp điểm, dựng hình,…
Mục lục bài viết
{{ section?.element?.title }}
{{ item?.title }}
Mục lục bài viết x
{{section?.element?.title}}
{{item?.title}}
1. Phép vị tự là gì? Ví dụ phép vị tự
1.1. Định nghĩa
Cho điểm O và số $k\neq 0$
Phép vị tự là phép biến hình mỗi điểm M thành điểm M’ sao cho $\overrightarrow{OM'}=\overrightarrow{OM}$
Ký hiệu của phép vị tự tâm O, tỉ số k thường là $V_{[O,k]}$
Ví dụ minh hoạ cho phép vị tự
1.2. Nhận xét:
Khi k = 0, phép vị tự là phép đồng nhất
Phép vị tự chính là phép đối xứng qua tâm vị tự khi k = -1
$M'=V_{[O,k]}[M]\Leftrightarrow M=V_{[O,\frac{1}{k}]}[M']$
2. Tính chất
Với phép vị tự tâm I, tỉ số k [hay còn gọi $V_{[I,k]}$] biến hai điểm A,B thành A’, B’ thì $\overrightarrow{A'B'}=k\overrightarrow{AB}$
Tính chất khác của phép vị tự tỉ số k đó là:
Từ 3 điểm thẳng hàng cho trước ta biến ba điểm đó thành ba điểm thẳng hàng và thứ tự giữa các điểm vẫn giữ nguyên bảo toàn.
Biến tia thành tia, biến đường thẳng thành đường thẳng song song hoặc trùng với nó, biến đoạn thẳng có độ dài a thành đoạn thẳng có độ dài |k|a.
Biến tam giác thành tam giác đồng dạng có tỉ số đồng dạng là |k|, biến góc thành góc bằng nó.
Phép vị tự có thể biến đường tròn bán kính r thành đường tròn bán kính kr.
Tham khảo ngay bộ tài liệu ôn tập kiến thức và tổng hợp phương pháp giải mọi dạng bài tập trong đề thi Toán THPT Quốc gia
3. Tâm vị tự của hai đường tròn
3.1. Định lý
Khi cho hai đường tròn bất kỳ, luôn có một phép vị tự biến đường tròn này thành đường tròn kia.
3.2. Cách tìm tâm vị tự
Xác định [tìm] tâm vị tự của hai đường tròn [I,R] và [I',R']
Trường hợp 1: I trùng với I’
Tâm vị tự: Điểm I
Tỷ số vị tự:
$\left |k \right | = \frac{R'}{R}\Rightarrow k=\pm \frac{R'}{R}$
Trường hợp 2: Với $I\neq I'$ và $R\neq R'$
Tâm vị tự: O là tâm vị tự ngoài là
$O_{1}$ là tâm vị tự trong là
Tỷ số vị tự
Với tâm O:
$\left |k \right |=\frac{\left |\overrightarrow{OM'} \right |}{\left |\overrightarrow{OM} \right |}=\frac{\left |\overrightarrow{I'M'} \right |}{\left |\overrightarrow{IM} \right |}=\frac{R'}{R}
\Rightarrow k=\frac{R'}{R}$[Do $\overrightarrow{OM}$ và $\overrightarrow{OM'}$ cùng hướng nên k không đổi dấu]
Với tâm $O_{1}$
$\left |k_{1} \right |=\frac{\left |\overrightarrow{O_{1}M''} \right |}{\left |\overrightarrow{O_{1}M} \right |}=\frac{\left |\overrightarrow{I'M''} \right |}{\left |\overrightarrow{IM} \right |}=\frac{R'}{R}
\Rightarrow k_{1}=\frac{R'}{R}$[ Do $\overrightarrow{O_{1}M}$ và $\overrightarrow{O_{1}M"}$ ngược hướng nên k đổi dấu]
Trường hợp 3: $I\neq I’$ và R = R’
Tâm vị tự: Chính là $O_{1}$ trên hình vẽ bên dưới
Tỷ số vị tự:
$\left |k \right |=\frac{\left |\overrightarrow{O_{1}M''} \right |}{\left |\overrightarrow{O_{1}M} \right |}=\frac{\left |\overrightarrow{I'M''} \right |}{\left |\overrightarrow{IM} \right |}=\frac{R}{R}=1
\Rightarrow k=-1$[ do $\overrightarrow{O_{1}M}$ và $\overrightarrow{O_{1}M''}$ ngược hướng nên k đổi dấu]
Đăng ký ngay để được các thầy cô tổng hợp toàn bộ kiến thức và các dạng bài toán hình
4. Công thức phép vị tự
Cho điểm $M[x_{0};y_{0}]$. Phép vị tự tâm I[a,b], tỉ số k biến điểm M thành M’ có tọa độ [x',y'] thoả mãn
5. Các dạng bài tập về phép vị tự và phương pháp giải
Dạng 1: Tìm các yếu tố của phép vị tự biến điểm M cho sẵn thành điểm M’
Phương pháp giải:
Các trường hợp có thể xảy ra:
TH1: Nếu cho sẵn tâm O, ta tìm tỉ số $k=\frac{\overrightarrow{OM'}}{\overrightarrow{OM}}$
TH2: Nếu cho sẵn k, ta tìm O là điểm chia điểm chia đoạn MM’ theo tỉ số k
Ví dụ 1: Bài cho tam giác ABC, G là trọng tâm. Yêu cầu xác tìm tâm phép vị tự biến G thành A và có tỉ số vị tự k = 3?
Lời giải:
Gọi O là TĐ của BC
Có: $\overrightarrow{OA}=3\overrightarrow{OG}$
Chứng tỏ V[O;3]: G $\rightarrow$ A
Vậy O là tâm của phép vị tự phải tìm
Ví dụ 2: Đề cho tam giác ABC có H, G lần lượt là trực tâm, trọng tâm của tam giác và đường tròn ngoại tiếp O. Xác định tỉ số vị tự k của phép vị tự biến H thành O [tâm G]
Lời giải:
Áp dụng định lí Ơ-le, ta có: O, G, H thẳng hàng
Và $\overrightarrow{GO}=\frac{-1}{2}\overrightarrow{GH}$
Chứng tỏ: $V[G;\frac{-1}{2}][H]=O$
Vậy $k=\frac{-1}{2}$
Dạng 2: Sử dụng phép vị tự để xác định tập hợp điểm cần tìm
Phương pháp giải: Để tìm tập hợp điểm N cần tìm, ta thực hiện lần lượt theo các bước sau:
Bước 1: Xác định phép vị tự V[O,k]: $M\rightarrow N$
Bước 2: Tìm tập hợp điểm H những điểm M, suy ra tập hợp những điểm N là H’, ảnh của H qua phép vị tự V[O;k]
Ví dụ : Cho đường tròn [O], O là tâm, R là bán kính. Trên [O] lấy hai điểm phân biệt và cố định A, B. Gọi M là điểm di động trên [O] và M’ là điểm thỏa mãn $\overrightarrow{MM'}=\overrightarrow{AB}$. Xác định các điểm các trọng tâm G của tam giác BMM’?
Lời giải:
Gọi I là TĐ của MM’.
Ta có: $\overrightarrow{MI}=\frac{1}{2}\overrightarrow{AB}$
G là trọng tâm, của tam giác BMM’
Nên $\overrightarrow{BG}=\frac{2}{3}\overrightarrow{BI} \Rightarrow V[B;\frac{2}{3}: I \rightarrow G$
Do đó ta tìm tập hợp điểm I trước
Vì $\overrightarrow{MI}=\frac{1}{2}\overrightarrow{AB}$, nên $T_{\frac{1}{2}\overrightarrow{AB}}[M]=I$
Từ đó, tập hợp điểm [O’] của những điểm I là đường tròn O’
Với $\overrightarrow{OO'}=\frac{1}{2}\overrightarrow{AB}$ và bán kính R.
Mà $V[B;\frac{2}{3}]: I \rightarrow G$ nên tập hợp những điểm G là đường tròn tâm O’’, ảnh của [O’] qua phép vị tự $V[B;\frac{2}{3}]$ với $\overrightarrow{BO''}=\frac{2}{3}\overrightarrow{BO'}$ và bán kính $R'=\frac{2}{3}R$
Dạng 3: Dựng hình nhờ phép vị tự
Phương pháp:
Bước 1: Tìm phép vị tự biến hình H thành hình H’
Bước 2: Dựng hình H’ rồi tìm được hình H
Ví dụ: Cho tam giác ABC nhọn. Hãy dựng hình chữ nhật MNPQ có $MN=MQ\sqrt{2}$ sao cho M,N thuộc BC, P thuộc cạnh CA và Q thuộc cạnh AB.
Lời giải:
Phân tích:
Đặt $\frac{AQ}{AB}=\frac{AM}{AE}=k>0$, thì phép vị tự V[A;k] biến hình chữ nhật MNPQ thành hình chữ nhật EDCB với $ED=EB\sqrt{2}$ [vì $MN=MQ\sqrt{2}$]
Cách dựng:
Dựng hình chữ nhật EDCB khác phía với tam giác ABC đối với đường thẳng BC sao cho $ED=EB\sqrt{2}$
N, M lần lượt là giao điểm của AD, BC và AE, BC
Qua M và N lần lượt dựng các đường thẳng vuông góc với BC, cắt AC tại P và AB tại Q
MNPQ là hình chữ nhật phải dựng
$\Rightarrow$ Chỉ có duy nhất một nghiệm hình
PAS VUIHOC – GIẢI PHÁP ÔN LUYỆN CÁ NHÂN HÓA
Khóa học online ĐẦU TIÊN VÀ DUY NHẤT:
⭐ Xây dựng lộ trình học từ mất gốc đến 27+
⭐ Chọn thầy cô, lớp, môn học theo sở thích
⭐ Tương tác trực tiếp hai chiều cùng thầy cô
⭐ Học đi học lại đến khi nào hiểu bài thì thôi
⭐ Rèn tips tricks giúp tăng tốc thời gian làm đề
⭐ Tặng full bộ tài liệu độc quyền trong quá trình học tập
Đăng ký học thử miễn phí ngay!!
6. Một số câu hỏi trắc nghiệm về phép vị tự [có đáp án]
Ví dụ 1: Cho hai đường thẳng cắt nhau d và d’. Tính số phép vị tự biến đường thẳng đó thành chính nó là bao nhiêu?
A. Không có phép nào
B. Có một phép duy nhật
C. Chỉ có hai phép
D. Có vô số phép
Lời giải:
Đáp án D vì tâm vị tự là giao điểm của d và d’. Suy ra có vô số k vậy có vô số phép phép vị tự biến đường thẳng đó thành chính nó
Ví dụ 2: Cho hai đường thẳng d và d’ song song và một điểm O bất kỳ không nằm trên chúng. Số phép vị tự tâm O có thể biến đường thẳng d thành đường thẳng d’?
A. Vô số
B. Chỉ một
C. Chỉ hai
D. Không có
Lời giải:
Đáp án B
Lấy đường thẳng a bất kỳ đi qua O cắt d và d’ lần lượt tại A và A’
Gọi k thoả mãn: $\overrightarrow{OA}=k\overrightarrow{OA}$, số k không phụ thuộc đường thẳng a. Vậy đáp án là phép biến đường thẳng d thành đường thẳng d’ phép vị tự tâm O tỉ số k
Ví dụ 3: Một hình vuông có S = 4. Qua phép vị tự $V_{[I,-2]}$ thì ảnh của hình vuông trên có S tăng gấp bao nhiêu lần S ban đầu?
A. 2B. 4
C. 8
D. $\frac{1}{2}$
Lời giải:
$S_{hv}=4 \Rightarrow$ cạnh hình vuông bằng 2
V[I;-2] $\Rightarrow$ cạnh hình vuông mới bằng |-2|. Cạnh hình vuông cũ
$\Rightarrow$ cạnh hình vuông mới bằng 4
$\Rightarrow S_{m}=4^{2}=16$
$\Rightarrow \frac{S_{c}}{S_{m}}=\frac{4}{16}=\frac{1}{4} \Rightarrow$ S tăng 4 lần
Chọn B
Ví dụ 4: Thực hiện phép vị tự H[1;2] tỉ số k = -3 điểm M[4,7] biến thành điểm M’ có tọa độ bao nhiêu
A. M’[8;13]
B. M’[-8;-13]
C. M’[-8;13]
D. M’[-13;8]
Lời giải:
Đáp án B
Ví dụ 5: Phép vị tự tâm O tỉ số vị tự k = -2 biến điểm M[-3;1] thành điểm nào dưới đây
A. M’[3,-1]
B. M’[-3,1]
C. M’[-6,2]
D. M’[6,-2]
Lời giải: Đáp án D
$V_{[I;k]}[M]=M' \Leftrightarrow \overrightarrow{IM'}=k\overrightarrow{IM}$
Ví dụ 6: Xét phép vị tự $V_{[I;3]}$ biến tam giác ABC thành tam giác A’B’C’. Hỏi chu vi tam giác A’B’C’ bằng bao nhiêu lần chu vi tam giác ABC
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Lời giải: Đáp án C
$V_{[I;3]}[AB]=A'B';\Rightarrow A'B'=3AB$
$V_{[I;3]}[AC]=A'C';\Rightarrow A'C'=3AC$
$V_{[I;3]}[BC]=B'C';\Rightarrow B'C'=3BC$
$\frac{P_{A'B'C'}}{P_{ABC}}=\frac{3[AB+AC+BC]}{AB+AC+BC}=3$
Ví dụ 7: Cho tam giác ABC với G là trọng tâm. Gọi A’, B’, C’ lần lượt là TĐ của các cạnh BC, AC, Ab của tam giác ABC. Khi đó, phép vị tự tỉ số bao nhiêu biến tam giác A’B’C’ thành tam giác ABC?
A. Tỉ số k = 2
B. Tỉ số k = -2
C. Tỉ số k = -3
D. Tỉ số k = 3
Lời giải:
Đáp án B
$V_{[G,k]}A = A'$
$\Rightarrow \overrightarrow{GA}=k\overrightarrow{GA'}\Rightarrow k=-2$
Ví dụ 8: Đề bài cho hình thang ABCD, AB và CD thoả mãn AB = 3CD. Tỉ số k của phép vị tự biến điểm A thành điểm C và biến điểm B thành điểm D là:
A. k = $\frac{1}{3}$
B. k = 3
C. k = $\frac{-1}{3}$
D. k = -3
Lời giải:
Đáp án A
AC và BD cắt nhau tại O
$V_{[O;k]}[A]=C, V_{[o;k]}[B]=D$
$\Rightarrow \overrightarrow{CD}=k\overrightarrow{AB} \Rightarrow k=\frac{1}{3}$
Ví dụ 9: Cho hình thang ABCD, với $\overrightarrow{CD}=\frac{-1}{2}\overrightarrow{AB}$ [AC và BD cắt nhau tại I]. Thực hiện phép vị tự tâm I tỉ số k biến $\overrightarrow{AB}$ thành $\overrightarrow{CD}$. Mệnh đề nào dưới đây không sai?
A. k = -2
B. k = $\frac{-1}{2}$
C. k = 2
D. k = -3
Lời giải:
Đáp án B
$V_{[I;k]}[AB]=CD$
$k\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{CD}\Rightarrow k=\frac{-1}{2}$
Ví dụ 10: Trong mặt phẳng toạ độ Oxy cho đường thẳng © có phương trình: x2 + y2 - 4x + 6y - 3 = 0. Qua phép vị tự tâm H[1;3] tỉ số k = -2, đường tròn [C] biến thẳng đường tròn [C’] có phương trình
A. x2 + y2 + 2x - 30y + 60 = 0
B. x2 + y2 - 2x - 30y + 62 = 0
C. x2 + y2 + 2x - 30y + 62 = 0
D. x2 + y2 - 2x - 30y + 60 = 0
Lời giải: Đáp án C
Mong rằng qua bài viết trên các em học sinh đã có thể nắm rõ được phần lý thuyết của phép vị tự thuộc chương trình Toán lớp 11 cũng như hiểu kỹ và áp dụng được các phần phép vị tự bài tập từ cơ bản đến nâng cao như Xác định phép vị tự biến điểm M cho sẵn thành điểm M’ cho sẵn, dùng phép vị tự để tìm tập hợp điểm, dựng hình. Để không bị sai khi làm bài tập các em cần luyện tập các dạng bài nhiều hơn nhé. Các em học sinh có thể truy cập nền tảng Vuihoc.vn và đăng ký tài khoản để luyện đề ngay hôm nay nhé!
Bài viết tham khảo thêm:
Phép dời hình
Phép đồng dạng
Bài viết liên quan
Soạn bài Viết bài văn nghị luận về một vấn đề xã hội - Văn 11 Chân trời sáng tạo
Soạn bài hình tượng con người chinh phục thế giới trong “Ông già và biển cả” - Văn 11 Chân trời sáng tạo