Chương 5: Vectơ

Xem toàn bộ tài liệu Lớp 10 – Chân Trời Sáng Tạo: tại đây

Hoạt động khám phá 1 trang 94 Toán lớp 10 Tập 1:



a





. Hãy xác định độ dài và hướng của hai vectơ  



a





+


a





,

  







a







+







a







  (Hình 1).

Lời giải:

+) Ta có: 


A

B

=




A


B







=



a







B

C

=




B


C







=



a






AC = AB + BC = 




a






+



a






=

2.



a






Có: 



a





+


a





=



A


B






+



B


C






=



A


C






Do đó: 





a






+



a







=




A


C







  = A

C

=

2.



a






Vậy vectơ



a





+


a





 có độ dài là


2.



a






 và có cùng hướng với vectơ  



a





 

(theo hướng đi từ trái qua phải).

+) Ta có:


D

E

=




D


E







=







a







=



a







E

F

=




E


F







=







a







=



a






DF = DE + EF = 




a






+



a






=

2.



a






Có: 








a







+







a







=



D


E






+



E


F






=



D


F






Do đó: 










a








+








a









=




D


F







=

D

F

=

2.



a






Vậy vectơ








a







+







a







 có độ dài là


2.



a






 và ngược hướng với vectơ



a





.

Thực hành 1 trang 95 Toán lớp 10 Tập 1:



a





,


b





 và một điểm M như Hình 3.

a) Hãy vẽ các vectơ 




M


N






=

3


a





,

  



M


P






=



3


b





.

b) Cho biết mỗi ô vuông có cạnh bằng 1. Tính:




3



b







,

  






3



b







,

  



2



a






+


2



b







.

Lời giải:

a) Ta có:




M


N






=

3


a





 nên vectơ




M


N






 cùng hướng với vectơ



a





 và có độ dài bằng


3.



a






.

Qua M ta vẽ đường thẳng song song với giá của vectơ



a





 và lấy điểm N trên đường thẳng đó cùng hướng với vectơ



a





thỏa mãn MN = 


3.



a






Lại có:  




M


P






=



3


b





nên vectơ




M


P






 ngược hướng với vectơ  



b





và có độ dài bằng







3



.



b






=

3.



b






.

Qua M ta vẽ đường thẳng song song với giá của vectơ



b





 và lấy điểm P trên đường thẳng đó ngược hướng với vectơ



b





thỏa mãn 


M

P

=

3.



b






.

b) Mỗi ô vuông có cạnh bằng 1 nên đường chéo của mỗi ô vuông có độ dài là



2


.

Ta có vectơ



a





 có độ dài là




a






=

2

, vectơ  



b





có độ dài là




b






=


2


.

Ta có:




3



b







=

3.



b






=

3.


2


=

3


2


;







3



b







=






3



.



b






=

3


2


.

Lại có:   


2


a





+

2


b





=

2




a






+



b







 (1).

Ta kí hiệu như hình vẽ dưới với



b





=



B


A






,

  


a





=



A


C






.

Ta có:  



a





+


b





=



A


C






+



B


A






=



B


A






+



A


C






=



B


C






  (2).

Từ (1) và (2) suy ra:


2


a





+

2


b





=

2



B


C






.

Nên




2



a






+


2



b







=



2




B


C








=

2




B


C







=

2

B

C

.

Ta có:  




B


A


C



^


=

45

°

+

90

°

=

135

°

Áp dụng định lí côsin trong tam giác ABC ta có:

BC2 = AB2 + AC2 – 2 . AB . AC . cosA

        =  





2




2


 + 22 – 2 .



2


 . 2 . cos135° = 10

Suy ra BC = 



10


.

Vậy 




2



a






+


2



b







=



2




B


C








=

2




B


C







=

2

B

C

=

2


10


.

Thực hành 2 trang 95 Toán lớp 10 Tập 1:




M


A






+



M


B






+



M


C






=

3



M


G






.

Lời giải:

+) Giả sử tam giác ABC có trọng tâm G, ta cần chứng minh




M


A






+



M


B






+



M


C






=

3



M


G






.

Vì G là trọng tâm của tam giác ABC nên




G


A






+



G


B






+



G


C






=


0





.

Với điểm M bất kì ta có:




M


A






=



M


G






+



G


A






,




M


B






=



M


G






+



G


B






,




M


C






=



M


G






+



G


C






.

Khi đó: 




M


A






+



M


B






+



M


C






=





M


G







+




G


A








+





M


G







+




G


B








+





M


G







+




G


C









=

3



M


G






+





G


A







+




G


B







+




G


C








=

3



M


G






+


0





=

3



M


G






Vậy




M


A






+



M


B






+



M


C






=

3



M


G






.

+) Giả sử tam giác ABC có 2 điểm M, G thỏa mãn




M


A






+



M


B






+



M


C






=

3



M


G






, ta cần chứng minh G là trọng tâm của tam giác ABC.

Ta có: 




M


A






+



M


B






+



M


C






=

3



M


G











M


A






+



M


B






+



M


C








3



M


G






=


0












M


A












M


G








+





M


B












M


G








+





M


C












M


G








=


0










G


A






+



G


B






+



G


C






=


0





Vậy G là trọng tâm của tam giác ABC.

Vận dụng trang 95 Toán lớp 10 Tập 1:



b





của tàu B theo vectơ vận tốc 



a





của tàu A.

Lời giải:

Tàu A đi theo hướng từ đông sau tây, tàu B đi theo hướng từ tây sang đông nên hai tàu đi ngược hướng nhau. Do đó vectơ vận tốc của tàu A là



a





 và vectơ vận tốc của tàu B là



b





 là hai vectơ ngược hướng.

Ta có:  




a






=

20

hải lí/giờ,




b






=

50

 hải lí/giờ.

Suy ra:





b









a







=


50


20


=


5


2






b






=


5


2




a






.

Vì hai vectơ



a





 và



b





 ngược hướng và




b






=


5


2




a






.

Do vậy



b





=




5


2



a





.

Hoạt động khám phá 2 trang 96 Toán lớp 10 Tập 1:



a





 và



b





 cùng phương,



b





 khác



0





 và cho



c





=




a









b







.


b





. So sánh độ dài và hướng của hai vectơ



a





 và



c





.

Lời giải:




a








0

,

  



b






>

0

 (độ dài của vectơ và



b





 khác



0





) nên .



c





=




a









b







.


b





 nên vectơ



c





 cùng hướng với vectơ



b





.

Do đó vectơ



c





 cùng phương với



b





, mà vectơ



a





 và



b





 cùng phương và



b





 khác



0





.

Nên hai vectơ



a





 và



c





 cùng phương.

Nếu hai vectơ



a





và 



b





 cùng hướng thì



a







c





cùng hướng.

Nếu hai vectơ



a





và 



b





 ngược hướng thì



a





 và



c





 ngược hướng.

Ta lại có:




c






=






a









b








.



b







=




a









b







.



b






=



a






.

Vậy hai vectơ



a





 và



c





 cùng độ dài và cùng hướng nếu hai vectơ



a





 và 



b





 cùng hướng (hoặc ngược hướng nếu hai vectơ



a





 và 



b





 ngược hướng ).

Thực hành 3 trang 96 Toán lớp 10 Tập 1:




G


A






+



G


B






+



G


C






+



G


D






=


0





. Chứng minh ba điểm I, G, J thẳng hàng.

Lời giải:

Vì I là trung điểm của AB nên với điểm G bất kì ta có:




G


A






+



G


B






=

2



G


I






.

Vì J là trung điểm của CD nên với điểm G bất kì ta có:




G


C






+



G


D






=

2



G


J






.

Mà 




G


A






+



G


B






+



G


C






+



G


D






=


0





Do đó:


2



G


I






+

2



G


J






=


0







2





G


I







+




G


J








=


0









G


I






+



G


J






=


0









G


I






=





G


J






Vậy ba điểm G, I, J thẳng hàng.

Bài 1 trang 97 Toán lớp 10 Tập 1: Cho hình bình hành ABCD có O là giao điểm hai đường chéo. Với M là điểm tùy ý, chứng minh rằng:

a)




M


A






+



M


B






+



M


C






+



M


D






=

4



M


O






;

b)




A


B






+



A


C






+



A


D






=

2



A


C






.

Lời giải:

a) O là giao điểm hai đường chéo của hình bình hành ABCD nên O là trung điểm của AC và BD.

Khi đó:




O


A






+



O


C






=


0





,

  



O


B






+



O


D






=


0





Theo quy tắc ba điểm, ta có: 




M


A






+



M


B






+



M


C






+



M


D







=





M


O







+




O


A








+





M


O







+




O


B








+





M


O







+




O


C








+





M


O







+




O


D









=

4



M


O






+





O


A







+




O


C








+





O


B







+




O


D









=

4



M


O






+


0





+


0





=

4



M


O






Vậy




M


A






+



M


B






+



M


C






+



M


D






=

4



M


O






.

b) ABCD là hình bình hành nên theo quy tắc hình bình hành ta có:




A


B






+



A


D






=



A


C






.

Khi đó ta có:




A


B






+



A


C






+



A


D






=





A


B







+




A


D








+



A


C






=



A


C






+



A


C






=

2



A


C






.

Vậy




A


B






+



A


C






+



A


D






=

2



A


C






.

Bài 2 trang 97 Toán lớp 10 Tập 1: Cho tứ giác ABCD. Gọi M và N lần lượt là trung điểm của các cạnh AB và CD. Chứng minh rằng:

a)




A


C






+



B


D






=

2



M


N






;

b)




A


C






+



B


D






=



B


C






+



A


D






.

Lời giải:

a) Do M là trung điểm của AB nên




M


A






+



M


B






=


0





.

Do N là trung điểm của CD nên




N


C






+



N


D






=


0





Theo quy tắc ba điểm ta có: 




A


C






+



B


D






=





M


C












M


A








+





M


D












M


B









=





M


C







+




M


D














M


A







+




M


B









=





M


C







+




M


D











0





=



M


C






+



M


D







=





M


N







+




N


C








+





M


N







+




N


D









=

2



M


N






+





N


C







+




N


D








=

2



M


N






+


0





=

2



M


N






Vậy 




A


C






+



B


D






=

2



M


N






b) Ta có: 




B


C






+



A


D






=





B


N







+




N


C








+





A


N







+




N


D








=





B


N







+




A


N








+





N


C







+




N


D









=





B


N







+




A


N








+


0





=



B


N






+



A


N






=





M


N












M


B








+





M


N












M


A









=

2



M


N












M


A







+




M


B








=

2



M


N









0





=

2



M


N






Do đó: 




B


C






+



A


D






=

2



M


N






Mà theo câu a, ta có: 




A


C






+



B


D






=

2



M


N






Vậy




A


C






+



B


D






=



B


C






+



A


D






.

Bài 3 trang 97 Toán lớp 10 Tập 1:




M


A






+

4



M


B






=


0





.

Lời giải:

Ta có:  




M


A






+

4



M


B






=


0









M


A






=



4



M


B






.

Suy ra ba điểm M, A, B thẳng hàng và hai vectơ




M


A






 và




M


B






 ngược hướng và thỏa mãn





M


A







=

4.




M


B







 hay MA = 4MB.

Khi đó M, A, B thẳng hàng và M nằm giữa A và B thỏa mãn MA = 4MB.

Vậy điểm M thỏa mãn




M


A






+

4



M


B






=


0





 là điểm thuộc đoạn thẳng AB sao cho MA = 4MB.

Bài 4 trang 97 Toán lớp 10 Tập 1:




M


A






+



M


B






+



M


C






+



M


D






=

4



M


G






.

Lời giải:

Vì E là trung điểm của AB nên với điểm G ta có:




G


A






+



G


B






=

2



G


E






.

Vì F là trung điểm của CD nên với điểm G ta có:




G


C






+



G


D






=

2



G


F






.

Mà G là trung điểm của EF nên




G


E






+



G


F






=


0





.

Do đó:




G


A






+



G


B






+



G


C






+



G


D






=

2



G


E






+

2



G


F






=

2





G


E







+




G


F








=


0





.

Với điểm M tùy ý, ta có: 




M


A






+



M


B






+



M


C






+



M


D







=





M


G







+




G


A








+





M


G







+




G


B








+





M


G







+




G


C








+





M


G







+




G


D









=

4



M


G






+





G


A







+




G


B







+




G


C







+




G


D









=

4



M


G






+


0





=

4



M


G






Vậy




M


A






+



M


B






+



M


C






+



M


D






=

4



M


G






.

Bài 5 trang 97 Toán lớp 10 Tập 1:



b





của máy bay B theo vectơ vận tốc



a





 của máy bay A.

Lời giải:

Quan sát bản đồ về hướng sau:

Ta thấy hướng đông bắc ngược hướng với hướng tây nam.

Do đó vectơ vận tốc



b





của máy bay B ngược hướng với vectơ vận tốc



a





 của máy bay A. (1)  

Theo bài ra ta có:  




a






=

600

km/h,




b






=

800

 km/h.

Suy ra:





b









a







=


800


600


=


4


3






b






=


4


3


.



a






  (2)

Từ (1) và (2) suy ra:



b





=




4


3



a





.

Bài 6 trang 97 Toán lớp 10 Tập 1: Cho hai điểm phân biệt A và B.

a) Xác định điểm O sao cho




O


A






+

3



O


B






=


0





.

b) Chứng minh rằng với mọi điểm M, ta có




M


A






+

3



M


B






=

4



M


O






.

Lời giải:

a) Ta có:




O


A






+

3



O


B






=


0









O


A






=



3



O


B






Do đó ba điểm A, O, B thẳng hàng và hai vectơ




O


A






 và




O


B






 ngược hướng thỏa mãn





O


A







=

3.




O


B







.

Khi đó O nằm trên đoạn thẳng AB thỏa mãn OA = 3OB.

b) Với điểm M bất kì ta có: 




M


A






+

3



M


B






=





M


O







+




O


A








+

3





M


O







+




O


B









=



M


O






+



O


A






+

3



M


O






+

3



O


B






=

4



M


O






+





O


A







+


3




O


B








=

4



M


O






+


0





=

4



M


O






Vậy với mọi điểm M bất kì ta có




M


A






+

3



M


B






=

4



M


O






.

Bài 7 trang 97 Toán lớp 10 Tập 1: Cho tam giác ABC.

a) Xác định các điểm M, N, P thỏa mãn:




M


B






=


1


2




B


C






,





A


N






=

3



N


B






,





C


P






=



P


A






.

b) Biểu thị mỗi vectơ




M


N






,

  



M


P






 theo hai vectơ




B


C






,

  



B


A






.

c) Chứng minh ba điểm M, N, P thẳng hàng.

Lời giải:

a) Ta có:




M


B






=


1


2




B


C






 nên ba điểm M, B, C thẳng hàng và vectơ




M


B






cùng hướng với vectơ 




B


C






 sao cho





M


B







=


1


2


.




B


C







 hay MB =



1


2


BC.

Lại có:  




A


N






=

3



N


B






nên ba điểm A, N, B thẳng hàng và vectơ




A


N






cùng hướng với vectơ 




N


B






 sao cho





A


N







=

3




N


B







 hay AN = 3NB.

Có:  




C


P






=



P


A










P


A










C


P






=


0









P


A






+








C


P








=


0









P


A






+



P


C






=


0





⇔ P là trung điểm của đoạn thẳng AC.

b) Vì AN = 3NB nên BN =



1


4


BA, do đó:




B


N






=


1


4




B


A






.

Ta có:




M


N






=



M


B






+



B


N






=


1


2




B


C






+


1


4




B


A






.

Vì MB =



1


2


BC nên


M

C

=


3


2


B

C

, do đó:




M


C






=


3


2




B


C






.

P là trung điểm của AC nên




C


P






=


1


2




C


A






.

Nên ta có: 




M


P






=



M


C






+



C


P






=


3


2




B


C






+


1


2




C


A






=


3


2




B


C






+


1


2






B


A












B


C









=




3


2







1


2






B


C






+


1


2




B


A






=



B


C






+


1


2




B


A






Vậy




M


N






=


1


2




B


C






+


1


4




B


A






 và




M


P






=



B


C






+


1


2




B


A






.

c) Theo câu b ta có:




M


N






=


1


2




B


C






+


1


4




B


A






=


1


2






B


C







+



1


2





B


A








=


1


2




M


P






Do đó:




M


N






=


1


2




M


P






Từ đó suy ra ba điểm M, N, P thẳng hàng.

 

Bài giải này có hữu ích với bạn không?

Bấm vào một ngôi sao để đánh giá!

Đánh giá trung bình 5 / 5. Số lượt đánh giá: 1109

Chưa có ai đánh giá! Hãy là người đầu tiên đánh giá bài này.

--Chọn Bài--

Tài liệu trên trang là MIỄN PHÍ, các bạn vui lòng KHÔNG trả phí dưới BẤT KỲ hình thức nào!

Tải xuống