Trong mặt phẳng với hệ trục Oxy, cho điểm M(4; -3) và đường tròn (C): x2 + y2 - 4x - 2y +1 = 0 với tâm là I. Lập phương trình tổng quát của đường thẳng d đi qua M và cắt đường tròn (C) tại hai điểm phân biệt P, Q sao cho tam giác IPQ vuông.
Đường tròn (C) có tâm I(2; 1) và bán kính R = 2. (học sinh tự vẽ hình)
Đường thẳng d qua M(4; -3) có phương trình a(x - 4) + b(y + 3) = 0, a + b ≠ 0.
Vì IP = IQ = R nên ∆IPQ cân tại I, do đó ∆IPQ chỉ có thể vuông tại I. Kẻ IH ⊥ PQ tại H. Suy ra ∆IHP vuông cân tại H.
Do đó IH = = = √2.
Từ đó suy ra: d(I,d) = √2 ⇔ = √2.
⇔ a2 - 8ab + 7b2 = 0 ⇔ (a-b)(a-7b) = 0.
Với a = b, vì a2 + b2 ≠ 0, ta chọn a = 1, b = 1. Khi đó d: x + y - 1 = 0.
Với a = 7b, vì a2 + b2 ≠ 0, ta chọn a = 7, b = 1. Khi đó d: 7x + y - 25 = 0.