Trong mặt phẳng với hệ tọa độ $Oxy$, cho hai parabol $(P) : y=x^{2} $ và $(Q) : y=x^{2}+2 x+2$. Để chứng minh có một phép tịnh tiến $T$ biến $(Q)$ thành $(P)$, một học sinh lập luận qua ba bước sau:
- Bước 1: Gọi vec tơ tịnh tiến là $\vec{u}=(a ; b)$, áp dụng biểu thức tọa độ của phéo tịnh tiến:
$\left\{\begin{array}{l}{x^{\prime}=x+a} \\ {y^{\prime}=y+b}\end{array} \Leftrightarrow\left\{\begin{array}{l}{x=x^{\prime}-a} \\ {y=y^{\prime}-b}\end{array}\right.\right.$
- Bước 2: Thế vào phương trình của $(Q)$ ta được:
$y^{\prime}-b=\left(x^{\prime}-a\right)^{2}+2\left(x^{\prime}-a\right)+2 \Leftrightarrow y^{\prime}=x^{2}+2(1-a) x^{\prime}+a^{2}-2 a+b+2$
Suy ra ảnh của $(Q)$ qua phép tịnh tiến $T$ là parabol $(R) : y=x^{2}+2(1-a) x+a^{2}-2 a+b+2$
- Bước 3: Buộc $(R)$ trùng với $(P)$ ta được hệ: $\left\{\begin{array}{l}{2(1-a)=0} \\ {a^{2}-2 a+b+2=0}\end{array} \Leftrightarrow\left\{\begin{array}{l}{a=1} \\ {b=-1}\end{array}\right.\right.$
Vậy có duy nhất một phép tịnh tiến biến $(Q)$ thành $(P)$, đó là phép tịnh tiến theo vec tơ $\vec{u}=(1 ;-1)$
Hỏi lập luận trên đúng hay sai? Nếu sai thì sai từ bước nào?