Từ điều kiện đề bài suy ra M(m;0) và N(0;n) với m.n≠0. Khi đó đường thẳng d có phương
trình xm+yn=1, hay nx+my−mn=0. Vì điểm A∈d nên 3m−n−mn=0.
Do đó cần tìm m,n thỏa mãn 3m−n−mn=0 để 2OM2+1ON2=2m2+1n2 nhỏ nhất.
Từ điều kiện đã lập suy ra n≠3 và m=−nn−3. Khi đó ta có
2m2+1n2=2(n−3)2n2+1n2=19(1n)2−12.1n+2.
Dễ thấy rằng biểu thức 19(1n)2−12.1n+2 đạt giá trị nhỏ nhất bằng 219 khi n=196, và giá trị
tương ứng m=−19.
Vậy d:x−6y+19=0 là đường thẳng cần tìm.