Phép tịnh tiến

Bài viết trình bày định nghĩa, tính chất và biểu thức tọa độ của phép tịnh tiến áp dụng vào một số bài tập.

1. Định nghĩa

Phép đặt tương ứng mỗi điểm \(M\) với một điểm \(M'\) sao cho \(\overrightarrow {MM'}  = \overrightarrow u \) (\(\overrightarrow u \) là một véc tơ cố định) gọi là phép tịnh tiến theo véc tơ \(\overrightarrow u \).

2. Tính chất

+) Nếu phép tịnh tiến biến hai điểm bất kì \(M,N\) thành hai điểm \(M',N'\) thì \(MN = M'N'\).

+) Phép tịnh tiến biến ba điểm thẳng hàng thành ba điểm thẳng hàng và không làm thay đổi thứ tự của ba điểm đó.

+) Phép tịnh tiến biến đường thẳng thành đường thẳng song song hoặc trùng với nó.

d song song với d':

d trùng d':

+) Phép tịnh tiến biến tia thành tia, đoạn thẳng thành đoạn thẳng có độ dài bằng nó, góc thành góc có số đo bằng nó, tam giác thành tam giác bằng nó, đường tròn thành đường tròn có bán kính bằng nó.

3. Biểu thức tọa độ của phép tịnh tiến

Cho điểm \(M\left( {x;y} \right)\) và véc tơ \(\overrightarrow u  = \left( {a;b} \right)\). Phép tịnh tiến theo véc tơ \(\overrightarrow u \) biến \(M\) thành \(M'\left( {x';y'} \right)\) thỏa mãn:

\(\left\{ \begin{array}{l}x' = x + a\\y' = y + b\end{array} \right.\)

Câu hỏi trong bài
Câu 4:

Trong mặt phẳng với hệ tọa độ $Oxy$ , cho hai parabol: $\left( P \right):y = {x^2}$ và $\left( Q \right):y = {x^2} + 2x + 2$. Để chứng minh có một phép tịnh tiến $T$ biến $\left( Q \right)$ thành $\left( P \right)$ , một học sinh lập luận qua ba bước như sau:

- Bước 1: Gọi vectơ tịnh tiến là $\overrightarrow u  = \left( {a;b} \right)$, áp dụng biểu thức tọa độ của phép tịnh tiến:

$\left\{ \begin{array}{l}x' = x + a\\y' = y + b\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = x' - a\\y = y' - b\end{array} \right.$

- Bước 2: Thế vào phương trình của $\left( Q \right)$ ta được:

$y' - b = {\left( {x' - a} \right)^2} + 2\left( {x' - a} \right) + 2 \Leftrightarrow y' = x{'^2} + 2\left( {1 - a} \right)x' + {a^2} - 2a + b + 2$

Suy ra ảnh của $\left( Q \right)$  qua phép tịnh tiến $T$ là parabol $\left( R \right):y = {x^2} + 2\left( {1 - a} \right)x + {a^2} - 2a + b + 2$

- Bước 3: Buộc $\left( R \right)$  trùng với $\left( P \right)$ ta được hệ: $\left\{ \begin{array}{l}2\left( {1 - a} \right) = 0\\{a^2} - 2a + b + 2 = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 1\\b =  - 1\end{array} \right.$

Vậy có duy nhất một phép tịnh tiến biến $\left( Q \right)$ thành $\left( P \right)$ , đó là phép tịnh tiến theo vectơ $\overrightarrow u  = \left( {1; - 1} \right)$

Hỏi lập luận trên đúng hay sai? Nếu sai thì sai bắt đầu từ bước nào?