Mục lục bài họcĐang ở d03-b1
← IGCSE Mathematics
0/27 bài đã học xong
Chương 3 · Coordinate geometry · Bài 1/3 của chương · bài 7/27 của IGCSE Mathematics

Gradient, length and midpoint

Hệ số góc, độ dài và trung điểm
← Mục lục bài học
Lý thuyết · English

The three formulae

For two points $A(x_{1},y_{1})$ and $B(x_{2},y_{2})$:

$$m=\frac{y_{2}-y_{1}}{x_{2}-x_{1}},\qquad AB=\sqrt{(x_{2}-x_{1})^{2}+(y_{2}-y_{1})^{2}},\qquad M=\left(\frac{x_{1}+x_{2}}{2},\;\frac{y_{1}+y_{2}}{2}\right)$$

Gradient is change in $y$ over change in $x$ — the $y$ values on top. Length comes straight from Pythagoras: the two differences are the legs of a right-angled triangle and $AB$ is its hypotenuse. Midpoint is the average of each coordinate separately.

Reading a gradient

  • positive gradient: the line rises left to right;
  • negative gradient: it falls;
  • gradient $0$: horizontal, equation $y=c$;
  • gradient undefined: vertical, equation $x=k$ — the denominator $x_{2}-x_{1}$ is zero, and dividing by zero has no value at all. "Gradient zero" and "gradient undefined" are opposite cases.

Order does not matter — as long as it is consistent

Taking $A$ first or $B$ first changes the sign of both the numerator and the denominator, so the gradient is unchanged. Taking $A$ first on top and $B$ first underneath, however, flips the sign — and that is the single most common slip in this topic.

Giải thích tiếng Việt

Ba công thức. Với hai điểm $A(x_{1},y_{1})$ và $B(x_{2},y_{2})$:

$$m=\frac{y_{2}-y_{1}}{x_{2}-x_{1}},\qquad AB=\sqrt{(x_{2}-x_{1})^{2}+(y_{2}-y_{1})^{2}},\qquad M=\left(\frac{x_{1}+x_{2}}{2},\;\frac{y_{1}+y_{2}}{2}\right)$$

Hệ số góc là thay đổi của $y$ chia cho thay đổi của $x$ — $y$ nằm trên. Độ dài lấy thẳng từ định lý Pythagoras: hai hiệu là hai cạnh góc vuông, $AB$ là cạnh huyền. Trung điểm là trung bình cộng của từng toạ độ, tính riêng cho $x$ và cho $y$.

Đọc hệ số góc.

  • dương: đường đi lên khi sang phải;
  • âm: đường đi xuống;
  • bằng $0$: đường nằm ngang, phương trình $y=c$;
  • không xác định: đường thẳng đứng, phương trình $x=k$ — mẫu $x_{2}-x_{1}$ bằng $0$, mà chia cho $0$ thì không có giá trị nào cả.

“Hệ số góc bằng $0$” và “hệ số góc không xác định” là hai trường hợp ngược nhau, và đề Cambridge cố tình đặt cạnh nhau để tách hai nhóm thí sinh.

Thứ tự hai điểm không quan trọng — miễn là nhất quán. Lấy $A$ trước hay $B$ trước đều đổi dấu cả tử lẫn mẫu nên hệ số góc không đổi. Nhưng lấy $A$ trước ở tử mà $B$ trước ở mẫu thì lật dấu, và đó chính là lỗi sai nhiều nhất của cả chương.

A(1, −3) B(7, 5) Δx = 6 Δy = 8 AB = √(6² + 8²) = 10 m = 8 ÷ 6 = 4/3 Một hình, ba công thức
Cùng một tam giác vuông cho cả hệ số góc lẫn độ dài: hệ số góc là tỉ số hai cạnh góc vuông, độ dài là cạnh huyền. Vẽ tam giác này ra nháp thì không bao giờ đảo nhầm tử với mẫu.
Ví dụ — hệ số góc và độ dài từ hai điểm

Cho $A(-3,7)$ và $B(5,-1)$. Tính hệ số góc của $AB$, độ dài $AB$ và toạ độ trung điểm của $AB$.

Giải.

Hệ số góc. Lấy $B$ làm điểm thứ hai và giữ nguyên thứ tự đó ở cả tử lẫn mẫu:

$$m=\frac{-1-7}{5-(-3)}=\frac{-8}{8}=-1$$

Dấu âm hợp lý: $y$ giảm từ $7$ xuống $-1$ trong khi $x$ tăng.

Độ dài.

$$AB=\sqrt{8^{2}+(-8)^{2}}=\sqrt{64+64}=\sqrt{128}=8\sqrt{2}\approx 11.3$$

Trong công thức độ dài, dấu của hai hiệu không ảnh hưởng vì chúng được bình phương — đây là lý do thứ tự hai điểm không bao giờ gây lỗi ở phần độ dài, chỉ gây lỗi ở phần hệ số góc.

Trung điểm.

$$M=\left(\frac{-3+5}{2},\;\frac{7+(-1)}{2}\right)=(1,\;3)$$

Kiểm nhanh: $M$ phải nằm giữa hai điểm ở cả hai toạ độ — $1$ nằm giữa $-3$ và $5$, $3$ nằm giữa $-1$ và $7$ ✓.

Ví dụ — chia đoạn thẳng theo tỉ số

$A(2,1)$ và $B(6,9)$. Điểm $P$ nằm trên $AB$ sao cho $AP:PB=1:3$. Tìm toạ độ của $P$.

Giải.

Bước 1 — hiểu tỉ số nói gì. $AP:PB=1:3$ nghĩa là đoạn $AB$ chia thành $1+3=4$ phần bằng nhau, và $P$ nằm ở một phần tư quãng đường tính từ $A$.

Bước 2 — đi từ $A$, cộng một phần tư của mỗi thay đổi.

$$\Delta x=6-2=4,\qquad \Delta y=9-1=8$$$$P=\left(2+\tfrac{1}{4}(4),\;1+\tfrac{1}{4}(8)\right)=(3,\;3)$$

Bước 3 — kiểm. $AP=\sqrt{1^{2}+2^{2}}=\sqrt{5}$ và $PB=\sqrt{3^{2}+6^{2}}=\sqrt{45}=3\sqrt{5}$, đúng tỉ số $1:3$ ✓.

Chỗ hỏng thường gặp: lấy $\dfrac{1}{3}$ thay vì $\dfrac{1}{4}$, vì con số $3$ trong tỉ số đập vào mắt. Nhớ rằng mẫu số luôn là tổng hai phần, không phải phần thứ hai.

Bẫy hay mất điểm — Đảo tử với mẫu khi tính hệ số góc, hoặc trộn thứ tự hai điểm giữa tử và mẫu. Với $A(-3,7)$ và $B(5,-1)$, viết $\dfrac{5-(-3)}{-1-7}=\dfrac{8}{-8}=-1$ thì tình cờ vẫn ra đúng vì hai giá trị bằng nhau — và đó là điều nguy hiểm nhất: thí sinh đi tiếp với một công thức sai đã được “xác nhận”. Sang câu sau, với $A(1,2)$ và $B(5,4)$, cách viết đó cho $\dfrac{4}{2}=2$ thay vì $\dfrac{2}{4}=0{,}5$ — sai gấp bốn lần, mà không có gì báo. Chặn bằng hình: vẽ tam giác vuông ra nháp, cạnh đứng chia cạnh ngang. Đã vẽ thì tay không đảo được nữa.
Phải nhớ — Ba công thức của bài này đều đọc ra từ một tam giác vuông: tỉ số hai cạnh góc vuông là hệ số góc, cạnh huyền là độ dài, và trung điểm là trung bình cộng từng toạ độ. Học một hình thay vì ba công thức thì không bao giờ lẫn — kể cả lúc căng thẳng trong phòng thi.

Đọc xong rồi — làm thử ngay

Bài tập của chương Coordinate geometry gồm 14 câu trắc nghiệm và 3 đề tự luận. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.

Làm bài tập chương →