Mục lục bài họcĐang ở d01-b2
← A-Level Mathematics
0/21 bài đã học xong
Chương 1 · Pure Mathematics 1 · Bài 2/3 của chương · bài 2/21 của A-Level Mathematics

Coordinate geometry, circular measure and trigonometry

Hình học toạ độ, số đo cung tròn và lượng giác
← Mục lục bài học
Lý thuyết · English

Straight lines and circles

  • Gradient $m=\dfrac{y_{2}-y_{1}}{x_{2}-x_{1}}$; perpendicular lines satisfy $m_{1}m_{2}=-1$.
  • Midpoint $\left(\dfrac{x_{1}+x_{2}}{2},\dfrac{y_{1}+y_{2}}{2}\right)$, length $\sqrt{(x_{2}-x_{1})^{2}+(y_{2}-y_{1})^{2}}$.
  • Circle: $(x-a)^{2}+(y-b)^{2}=r^{2}$, centre $(a,b)$, radius $r$. The tangent at a point is perpendicular to the radius drawn to that point.

Circular measure

With $\theta$ in radians:

$$s=r\theta,\qquad A=\tfrac{1}{2}r^{2}\theta$$

Area of a segment $=\tfrac{1}{2}r^{2}\theta-\tfrac{1}{2}r^{2}\sin\theta=\tfrac{1}{2}r^{2}(\theta-\sin\theta)$.

Trigonometry

  • Exact values at $30^{\circ},45^{\circ},60^{\circ}$ must be known without a calculator.
  • $\tan\theta=\dfrac{\sin\theta}{\cos\theta}$ and $\sin^{2}\theta+\cos^{2}\theta=1$ turn every equation into one in a single ratio.
  • $y=a\sin(bx)+c$ has amplitude $|a|$, period $\dfrac{360^{\circ}}{b}$, and is shifted $c$ upwards.
Giải thích tiếng Việt

Đường thẳng và đường tròn. Hệ số góc $m=\dfrac{y_{2}-y_{1}}{x_{2}-x_{1}}$; hai đường vuông góc thì $m_{1}m_{2}=-1$. Đường tròn $(x-a)^{2}+(y-b)^{2}=r^{2}$ có tâm $(a,b)$, bán kính $r$; tiếp tuyến tại một điểm vuông góc với bán kính kẻ tới điểm đó — nhớ câu này là giải được gần hết các câu tiếp tuyến của Paper 1 mà không cần đạo hàm.

Số đo cung tròn. Hai công thức, và cả hai chỉ đúng khi $\theta$ tính bằng radian:

$$s=r\theta,\qquad A=\tfrac{1}{2}r^{2}\theta$$

Diện tích hình viên phân (segment) là phần quạt trừ đi phần tam giác:

$$A_{\text{viên phân}}=\tfrac{1}{2}r^{2}\theta-\tfrac{1}{2}r^{2}\sin\theta=\tfrac{1}{2}r^{2}(\theta-\sin\theta)$$

Ba chữ tiếng Anh phải phân biệt được vì đề dùng thẳng: arc (cung), sector (hình quạt), segment (hình viên phân, phần bị dây cung cắt ra).

Lượng giác. Giá trị chính xác tại $30^{\circ},45^{\circ},60^{\circ}$ phải thuộc, vì Paper 1 có phần không dùng máy tính trong lập luận. Hai hằng đẳng thức $\tan\theta=\dfrac{\sin\theta}{\cos\theta}$ và $\sin^{2}\theta+\cos^{2}\theta=1$ có một công dụng duy nhất nhưng quyết định: đưa phương trình về một tỉ số duy nhất rồi mới giải. Với $y=a\sin(bx)+c$: biên độ $|a|$, chu kì $\dfrac{360^{\circ}}{b}$, dịch lên $c$.

θ O A B r viên phân ½r²(θ − sinθ) cung s = rθ Chu vi hình quạt = 2r + rθ, KHÔNG phải 2r + 2πr
Ba đại lượng dễ lẫn nằm trên cùng một hình. Phần xám nhạt cộng phần cam là sector; riêng phần cam là segment. Câu hỏi “perimeter of the sector” đếm hai bán kính và cung ($2r+r\theta$); câu hỏi “perimeter of the segment” đếm dây cung và cung ($2r\sin\frac{\theta}{2}+r\theta$). Đề Cambridge hay cho chu vi rồi bắt tìm $\theta$ — làm ngược lại thứ tự quen thuộc, và đó chính là chỗ để phân loại.
Ví dụ — cho chu vi, tìm diện tích quạt

Một hình quạt tròn bán kính $8$ cm có chu vi $28$ cm. Tính diện tích hình quạt.

Giải.

Bước 1 — dựng phương trình chu vi. Chu vi hình quạt gồm hai bán kínhcung:

$$2r+r\theta=28\;\Longrightarrow\;16+8\theta=28\;\Longrightarrow\;\theta=1.5\ \text{rad}$$

Bước 2 — diện tích.

$$A=\tfrac{1}{2}r^{2}\theta=\tfrac{1}{2}(8)^{2}(1.5)=48\ \text{cm}^{2}$$

Kiểm nhanh cho hợp lí: $\theta=1.5$ rad nhỏ hơn nửa vòng ($\pi\approx 3.14$), nên diện tích phải nhỏ hơn nửa hình tròn $\tfrac{1}{2}\pi(64)\approx 100$ cm². Được $48$ — hợp lí.

Nếu quên hai bán kính mà đặt $8\theta=28$ thì ra $\theta=3.5$ rad và diện tích $112$ cm², lớn hơn cả nửa hình tròn — con số đó tự nó đã báo là sai.

Ví dụ — giao điểm của đường thẳng và đường cong

Đường thẳng $2x+y=12$ cắt đường cong $xy=16$ tại hai điểm $A$ và $B$. Tính độ dài $AB$, để dạng căn thức.

Giải.

Bước 1 — khử một biến. Từ đường thẳng, $y=12-2x$. Thế vào $xy=16$:

$$x(12-2x)=16\;\Longrightarrow\;2x^{2}-12x+16=0\;\Longrightarrow\;x^{2}-6x+8=0$$$$(x-2)(x-4)=0\;\Longrightarrow\;x=2\ \text{hoặc}\ x=4$$

Bước 2 — lấy đủ cả hai toạ độ. $x=2\Rightarrow y=8$; $x=4\Rightarrow y=4$. Vậy $A(2,8)$, $B(4,4)$.

Bước 3 — khoảng cách.

$$AB=\sqrt{(4-2)^{2}+(4-8)^{2}}=\sqrt{4+16}=\sqrt{20}=2\sqrt{5}$$

Bài này mất điểm ở bước 2 nhiều hơn bước 1: tìm ra $x=2,4$ rồi lấy luôn hiệu $4-2=2$ làm khoảng cách. Hai điểm nằm trên một đường xiên, hiệu hoành độ chỉ là một cạnh góc vuông.

Bẫy hay mất điểm — Đổi độ sang radian nửa vời. Công thức $s=r\theta$ và $A=\tfrac{1}{2}r^{2}\theta$ chỉ đúng với radian, nhưng câu lượng giác ngay bên cạnh lại cho miền $0^{\circ}\le x\le 360^{\circ}$. Thí sinh làm liền hai câu rồi để máy tính ở một chế độ suốt cả bài. Hậu quả không phải sai một câu mà sai cả cụm, và không có dấu hiệu nào trên giấy: con số vẫn ra đẹp, chỉ là sai. Thói quen tự bảo vệ: mỗi lần viết $\theta$ vào công thức cung tròn thì viết luôn chữ “rad” bên cạnh; mỗi lần thấy dấu độ trong đề thì đổi chế độ máy trước khi bấm phím đầu tiên.
Phải nhớ — Hình học toạ độ hỏi quan hệ (song song, vuông góc, tiếp xúc) chứ ít khi hỏi toạ độ; cung tròn hỏi đơn vị trước khi hỏi công thức. Cả hai đều là dạng mà đọc sai một chữ trong đề thì mọi phép tính sau đó đều đúng quy trình mà sai đáp số.

Đọc xong rồi — làm thử ngay

Bài tập của chương Pure Mathematics 1 gồm 14 câu trắc nghiệm và 5 đề tự luận, ra khó hơn đề thật 30–50%. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.

Làm bài tập chương →