Giải bài tập Toán 10 Bài 3. Tích của một số với một vectơ

  • Bài 3. Tích của một số với một vectơ trang 1
  • Bài 3. Tích của một số với một vectơ trang 2
  • Bài 3. Tích của một số với một vectơ trang 3
  • Bài 3. Tích của một số với một vectơ trang 4
  • Bài 3. Tích của một số với một vectơ trang 5
BÀI 3. TÍCH CỦA MỘT sô VỚI MỘT VECTƠ
A. KIẾN THỨC CẦN NAM vững
Tích của một sô với một vectơ
Cho số k 0 và vectơ a 0. Tích của số k với vectơ a là một vectơ, kí hiệu là k.a, cùng hướng với a nếu k > 0, ngược hướng với a nếu k < 0 và có độ dài bằng |k|.|ã|.
Tính chất
Cho hai vectơ a và b , với mọi số h và k, ta có:
k(a + b ) = ka + kb	* (h + k)a = ha + ka
h(ka ) = (hk)a	* l.a = a ; (-l)a = - a
Áp dụng
Nếu I là trung điểm của đoạn thẳng AB thì với mọi điểm M, ta cố:
MA + MB = 2MI
Nếu G là trọng tâm của AABC thì với mọi điếm M, ta có:
MÃ + MB + MC = 3MG
4) Hai vectơ cùng phương
a cùng phương với b 0 khi và chi khi tồn tại k e ỈR sao cho:
a = k b
B. GIẢI BÀI TẬP
1. Cho hình bình hành ABCD. Chứng minh rằng:
AB + AC+AD = 2AC
B
Ta có:
Giải
AB = DC(ABCD là hình
A
bình hành)
Suy ra
AB +AC + AD	/
=
AD +DC + AC	D*-
—
wc
AC + AC = 2ÃC
Cho AK và BM là hai trung tuyến của tam giác ABC. Hãy phân tích các vectơ AB, BC, CA theo hai vectơ II = AK và V = BM.
Giải
* Vì AK là trung tuyến của AABC nên K là trung điểm của BC. Suy ra: AB + AC = 2AK (1)
Vì BM là trung tuyến của AABC nên M là trung điểm của AC. Suy ra: BA + BC = 2BM (2)
Từ (1) và (2) => 2AB + AC + CB = 2(AK - BM)
« 2AB + .AB = 2(AK-BM)
3AB = 2(AK - BM) « AB = ị(u - V)
3
* Ta có: BC = AC-AB mà AC = 2AK-AB nên BC = 2AK - AB - AB = 2AK-2AB
- 4 - = ti- —V
3
-	2 - 2 -
= 2u-2(ặu-ặv)
Vậy CA = --7(211 + V).
Trên đường thẩng chứa cạnh BC của tam giác ABC lấy một điểm M sao cho MB = 3MC. Hãy phân tích vecto' AM theo hai vecto’ LI = AB và V = AC
Giải
Ta có: AM = AB + BM (*)
Theo giả thiết ta lại có:
BM = 3CM = 3(BM - BC)
=> BM = 7- BC = |(AC - AB)
2	2
Do đó từ (*) suy ra:
----- — 3—: 3 —	1—: 3—z ... — 1 -
AM = AB + 4aC-^AB = -4aB + ^AC. Vậy AM = ị(-u + 3v).
2	2	2	2	2
Gọi AM là trung tuyến của AABC và D là trung điếm của đoạn AM. Chứng minh rằng:
2DA = DB + DC = õ ;
2ÕÃ + ÕB + õc = 4OD , với o là điểm tùy ý.
Giải
a) Ta có: AM = 2AD (D là trung điểm của AM)	(1)
Mặc khác: DB + DC = 2DM = AM (M là trung điểm cùa BC) (2)
Từ (1) và (2) suy ra 2DA + DB + DC = -AM + AM = 0
Vậy 2DA+DB+DC=0
b) Ta có: OB + oc = 2OM (M là trung điểm của BC)	(1)
và OA + OM = 2OD (D là trung điểm của AM)	(2)
Từ (1) và (2) suy ra:
2ÕÃ + ÕB + õc = 2OA + 2ÕM = 2(ÕÃ + ÕM) = 4OD
Vậy 2OA + OB + oc = 4OD .
Gọi M và N lần lượt là trung điểm các cạnh AB và CD của tứ giác ABCD. Chứng minh rằng:
2MN = AC + BD = BC + AD.
Giải
và
MN = MB + BD + DN
Mà
MA = -MB và DN =-CN
nên:
* Ta có: MN = MA + AC + CN
2MN = MA + AC + CN + MB + BD + DN
Suy ra 2MN=AC+BD
(1)
* Tương tự 2MN = BC+ AD (2)
Từ (1) và (2) suy ra 2MN = AC + BD = AD + BC .
Cho hai điểm phân biệt A và B. Tìm điếm K sao cho
3KA + 2KB = ()
Giải
Ta có: KA = BA - BK . Mà 3KA + 2KB = 0 (giả thiết) Suy ra 3( B A - B K.) + 2 K B = 0
Đo đỏ 3BA = 3BK + 2BK. => I BA = BK
5
— 3 —
Vậy K được xác định bởi: BK = — BA .
5
Cho tam giác ABC. Tìm (liêm M sao cho MA + MB + 2MC = 0.
Giíii
Gọi I là trung điém của AB, ta có: MA 4- MB = 2MI
Theo giá thiết ta có:
Gọi J là trung (liêm cúa IC, ta có: MI + MC = 2M.I
MA+MB+2MC=0
=>2Mí + 2MJ = 0 => MI + MJ = 0 Vậy M là trung (liêm của IJ.
Cho lục giác ABCDEF. Gọi M, N, p, Q, R, s lần lượt là trung điếm cua các cạnh AB, BC, CD, DE, EF, FA. Chứng minh rằng hai tam giác MPR và NQS có cùng trọng tâm.
G i ả i
Giá sứ G là trọng tâm cùa AM PR
Khi (ló: GM+GP+GR-0 ('■')
mà	2GM = GA + GB
2GP=GC+GD
2GR = GE + GF
nên 2(GM = GP + GR) = GA + GB + GC + GD + GE + GF
Kết hợp với (*) suy ra: GA + GB + GC + GD + GE + GF = 0 Do đó: (GA+ GF) + (GB + GC) + (GD + GE) = () o 2GS + 2GN + 2GQ = 0 GS + GN + GQ = 0
Vậy G cũng dồng thời là trọng tâm của ASNQ, nghía là hai tam giác MPR và NQS có cùng trọng tâm.
Cho tam giác đều ABC có o là trọng tâm và M là một điếm tùy ý trong tam giác. Gọi D, E, F lần lượt là chân đường vuông góc hạ
từ M đôn BC, AC, AB. Chứng minh rằng:
md + me + mf = |mo
2
Giải
Qua M, vẽ đường thắng song song với AB, cát BC và CA lần lượt tại p và P’; đường thắng song song với AC, cat BC vậ BA lần lượt tại Q và Q’; đường thắng song song với BC, cắt AEB và AC lẳn lượt tại R và R’.
Ta có:
■■■ MP + MR = MB (MPBR là hình bình hành)
MQ' + MP' = MA (MP’AQ’ là hình bình hành)
MR' + MQ = MC (MR’CQ là hình bình hành)
Vì o là trọng tâm AABC nên ta có:
MP + MR + MQ'+MP' + MR' + MQ = 3M0	(1)
Mặt khác: MP + MR + MQ' + MP' + MR' + MQ
= (MP + MQ) + (MR' + MQ') + (MP*’ + MR’)
= 2MD+2ME+2MF= 2(MD+ ME + MF) (2)
Từ (1) và (2) suy ra: 2(MD + ME + MF) = 3MO