Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho tam giác ABC nhọn có các điểm M (1 ; -2), N( -2 ; 2), P(1; 2) lần lượt là chân đường cao kẻ từ A, B, C . Tìm tọa độ ba đỉnh của tam giác ABC .
Gọi H là trực tâm tam giác ABC. Do các điểm B, P, N, C thuộc đường tròn đường kính BC nên \(\widehat{PNB}=\widehat{PCB}\) Các điểm H, N, C, M thuộc đường tròn đường kính HC nên \(\widehat{HNM}=\widehat{HCM}\) Tương tự ta có \(\widehat{PMH}=\widehat{HMN}\). Do đó H là tâm đường tròn nội tiếp tam giác MNP. Ta có phương trình MN: \(\frac{x-1}{-3}=\frac{y+2}{4}\Leftrightarrow 4x+3y+2=0\) Tương tự, lập được phương trình các đường thẳng \(NP: y-2=0, PM:x-1=0\) Phương trình các đường phân giác góc \(\widehat{MNP}\): \(\frac{\left | 4x+3y+2 \right |}{5}=\left | y-2 \right |\Leftrightarrow \bigg \lbrack\begin{matrix} 4x-2y+12=0 \ \ (1)\\ 4x+8y-8=0 \ \ (2) \end{matrix}\) Đặt \(F(x;y)=4x-2y+12\) Thay các toạ độ M P, vào vế trái của (1) ta được \(F(1;-2), F(1;2)>0\) dó đó (1) là phương trình đường thẳng AC (phương trình (2) là phương trình BH). Tương tự, ta cũng lập được phương trình của BC, AB. \(BC: x-3y-7=0, AB: x+y-3=0\) Suy ra tọa độ các đỉnh tam giác ABC là A(–1;4); B(4;–1); C(–5; –4)