Cho hàm số \(y=\dfrac{x+1}{-1+x}\) có đồ thị (C). Tiếp tuyến tại điểm M bất kì thuộc (C) cắt 2 đường tiệm cận của (C) tạo thành một tam giác. Tính diện tích của tam giác đó.
Trả lời bởi giáo viên
Đồ thị hàm số có đường tiệm cận ngang \(y=1\,\,\left( {{d}_{1}} \right)\) và tiệm cận đứng \(x=1\,\,\left( {{d}_{2}} \right)\).
Gọi \(A={{d}_{1}}\cap {{d}_{2}}\Rightarrow A\left( 1;1 \right)\)
\(y'=\dfrac{1.\left( -1 \right)-1.1}{{{\left( -1+x \right)}^{2}}}=-\dfrac{2}{{{\left( x-1 \right)}^{2}}}\)
Gọi \(M\left( {{x}_{0}};\dfrac{{{x}_{0}}+1}{{{x}_{0}}-1} \right)\in \left( C \right)\) ta có tiếp tuyến tại M của đồ thị hàm số là \(y=-\dfrac{2}{{{\left( {{x}_{0}}-1 \right)}^{2}}}\left( x-{{x}_{0}} \right)+\dfrac{{{x}_{0}}+1}{{{x}_{0}}-1}\,\,\,\left( d \right)\)
Cho \(x = 1\) \(\Rightarrow y=-\dfrac{2}{{{\left( {{x}_{0}}-1 \right)}^{2}}}\left( 1-{{x}_{0}} \right)+\dfrac{{{x}_{0}}+1}{{{x}_{0}}-1}\) \(=\dfrac{2}{{{x}_{0}}-1}+\dfrac{{{x}_{0}}+1}{{{x}_{0}}-1}=\dfrac{{{x}_{0}}+3}{{{x}_{0}}-1}\)
Gọi \(B=d\cap {{d}_{2}}\Rightarrow B\left( 1;\dfrac{{{x}_{0}}+3}{{{x}_{0}}-1} \right)\)
Cho \(y = 1\)
\(\begin{array}{l}\Rightarrow 1 = - \dfrac{2}{{{{\left( {{x_0} - 1} \right)}^2}}}\left( {x - {x_0}} \right) + \dfrac{{{x_0} + 1}}{{{x_0} - 1}}\\ \Leftrightarrow 1 = - \dfrac{{2x}}{{{{\left( {{x_0} - 1} \right)}^2}}} + \dfrac{{2{x_0}}}{{{{\left( {{x_0} - 1} \right)}^2}}} + \dfrac{{{x_0} + 1}}{{{x_0} - 1}}\\ \Leftrightarrow \dfrac{{2x}}{{{{\left( {{x_0} - 1} \right)}^2}}} = \dfrac{{2{x_0}}}{{{{\left( {{x_0} - 1} \right)}^2}}} + \dfrac{{{x_0} + 1}}{{{x_0} - 1}} - 1\\ \Leftrightarrow \dfrac{{2x}}{{{{\left( {{x_0} - 1} \right)}^2}}} = \dfrac{{2{x_0} + x_0^2 - 1 - x_0^2 + 2{x_0} - 1}}{{{{\left( {{x_0} - 1} \right)}^2}}} = \dfrac{{4{x_0} - 2}}{{{{\left( {{x_0} - 1} \right)}^2}}}\\ \Leftrightarrow x = 2{x_0} - 1\end{array}\)
Gọi \(C=d\cap {{d}_{1}}\Rightarrow C\left( 2{{x}_{0}}-1;1 \right)\)
Tam giác ABC là tam giác vuông tại A có
\(\begin{array}{l}AB = \sqrt {{{\left( {\dfrac{{{x_0} + 3}}{{{x_0} - 1}} - 1} \right)}^2}} = \dfrac{4}{{\left| {{x_0} - 1} \right|}},\,\,AC = \sqrt {{{\left( {2{x_0} - 1 - 1} \right)}^2}} = \left| {2{x_0} - 2} \right| = 2\left| {{x_0} - 1} \right|\\ \Rightarrow {S_{\Delta ABC}} = \dfrac{1}{2}AB.AC = \dfrac{1}{2}\dfrac{4}{{\left| {{x_0} - 1} \right|}}.2\left| {{x_0} - 1} \right| = 4\end{array}\)
Hướng dẫn giải:
+) Đồ thị hàm số có đường tiệm cận ngang \(y=1\,\,\left( {{d}_{1}} \right)\)và tiệm cận đứng \(x=1\,\,\left( {{d}_{2}} \right)\)
+) Gọi \(M\left( {{x}_{0}};\dfrac{{{x}_{0}}+1}{-1+{{x}_{0}}} \right)\in \left( C \right)\), viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số tại điểm M: \(y=f'\left( {{x}_{0}} \right)\left( x-{{x}_{0}} \right)+\dfrac{{{x}_{0}}+1}{-1+{{x}_{0}}}\,\,\,\left( d \right)\)
+) Gọi \(A={{d}_{1}}\cap {{d}_{2}},B=d\cap {{d}_{2}},C=d\cap {{d}_{1}}\Rightarrow \Delta ABC\)vuôn tại A \(\Rightarrow {{S}_{ABC}}=\dfrac{1}{2}AB.AC\)