Toán 10 Chân trời sáng tạo trang 93 Bài 2: Tổng và hiệu của hai vecto

Giang Ngày: 10-02-2023 Lớp 10

256

Với giải Câu hỏi trang 93 Toán 10 Tập 1 Chân trời sáng tạo trong Bài 2: Tổng và hiệu của hai vecto giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Toán 10. Mời các bạn đón xem:

Toán 10 Chân trời sáng tạo trang 93 Bài 2: Tổng và hiệu của hai vecto

Thực hành 5 trang 93 Toán 10 Tập 1: Cho hình bình hành ABCD có tâm O. Tìm ba điểm M, N, P thỏa mãn:

a) $\vec{M A} + \vec{M D} + \vec{M B} = \vec{0}$

b) $\vec{N D} + \vec{N B} + \vec{N C} = \vec{0}$

c) $\vec{P M} + \vec{P N} = \vec{0}$

Phương pháp

a) Sử dụng tính chất trọng tâm của tam giác $\vec{G A} + \vec{G B} + \vec{G C} = \vec{0}$ (với G là trọng tâm của tam giác ABC)

b) Sử dụng tính chất trọng tâm của tam giác $\vec{G A} + \vec{G B} + \vec{G C} = \vec{0}$

c) Sử dụng tính chất trung điểm $\vec{M A} + \vec{M B} = \vec{0}$ (với M là trung điểm của AB)

Phương pháp giải:

a) Sử dụng tính chất trọng tâm của tam giác $\vec{G A} + \vec{G B} + \vec{G C} = \vec{0}$ (với G là trọng tâm của tam giác ABC)

b) Sử dụng tính chất trọng tâm của tam giác $\vec{G A} + \vec{G B} + \vec{G C} = \vec{0}$

c) Sử dụng tính chất trung điểm $\vec{M A} + \vec{M B} = \vec{0}$ (với M là trung điểm của AB)

Lời giải

Thực hành 5 trang 93 Toán 10 Tập 1 Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

a) Áp dụng tính chất trọng tâm ta có: $\vec{M A} + \vec{M D} + \vec{M B} = \vec{0}$

Suy ra M là trọng tâm của tam giác ADB

Vậy M nằm trên đoạn thẳng AO sao cho $A M = \frac{2}{3} A O$

b) Tiếp tục áp dụng tính chất trọng tâm $\vec{N D} + \vec{N B} + \vec{N C} = \vec{0}$

Suy ra N là trọng tâm của tam giác BCD

Vậy N nằm trên đoạn thẳng OD sao cho $O N = \frac{1}{3} O D$

c) Áp dụng tính chất trung điểm ta có: $\vec{P M} + \vec{P N} = \vec{0}$

Suy ra P là trung điểm của đoạn thẳng MN

Vậy điểm P trùng với điểm O

Bài tập

Bài 1 trang 93 Toán 10 Tập 1: Cho hình bình hành ABCD có O là giao điểm hai đường chéo và một điểm M tùy ý. Chứng minh rằng:

a) $\vec{B A} + \vec{D C} = \vec{0;}$

b) $\vec{M A} + \vec{M C} = \vec{M B} + \vec{M D}$

Phương pháp giải

a) Thay vectơ $\vec{D C} = \vec{A B}$

b) Bước 1: chèn điểm O: $\vec{A B} = \vec{A O} + \vec{O B}$

Bước 2: Sử dụng tính chất trung điểm: $\vec{M A} + \vec{M B} = \vec{0}$ (với M là trung điểm của đoạn thẳng AB)

Lời giải

a) ABCD là hình bình hành nên $\vec{D C} = \vec{A B}$

$\Rightarrow \vec{B A} + \vec{D C} = \vec{B A} + \vec{A B} = \vec{B B} = \vec{0}$

b) $\vec{M A} + \vec{M C} = (\vec{M B} + \vec{B A}) + (\vec{M D} + \vec{D C})$

$= (\vec{M B} + \vec{M D}) + (\vec{B A} + \vec{D C})$

$= \vec{M B} + \vec{M D}$ (Vì $\vec{B A} + \vec{D C} = \vec{0}$ )

Bài 2 trang 93 Toán 10 Tập 1: Cho tứ giác ABCD, thực hiện cả phép cộng và trừ vectơ sau:

a) $\vec{A B} + \vec{B C} + \vec{C D} + \vec{D A}$ ;

b) $\vec{A B} - \vec{A D}$

c) $\vec{C B} - \vec{C D}$ .

Lời giải

a) $\vec{A B} + \vec{B C} + \vec{C D} + \vec{D A} = (\vec{A B} + \vec{B C}) + (\vec{C D} + \vec{D A}) = \vec{A C} + \vec{C A} = \vec{A A} = \vec{0}$

b) $\vec{A B} - \vec{A D} = \vec{A B} + \vec{D A} = \vec{D A} + \vec{A B} = \vec{D B}$

c) $\vec{C B} - \vec{C D} = \vec{C B} + \vec{D C} = \vec{D C} + \vec{C B} = \vec{D B}$

Bài 3 trang 93 Toán 10 Tập 1: Cho tam giác đều ABC cạnh bằng a. Tính độ dài các vectơ:

a) $\vec{B A} + \vec{A C}$ ;

b) $\vec{A B} + \vec{A C}$ ;

c) $\vec{B A} - \vec{B C}$ .

Phương pháp giải

a) Sử dụng quy tắc ba điểm $\vec{A B} + \vec{B C} = \vec{A C}$

Bước 1: Dựng hình bình hành ABDC, xác định giao điểm của 2 đường chéo là điểm O.

Bước 2: Xác định vectot tổng $\vec{A B} + \vec{A C} = ?$

Bước 3: Tính độ dài của vecto tìm được

Bước 1: Thay thế vecto đối $\vec{A B} = - \vec{B A}$

Bước 2: Sử dụng quy tắc ba điểm tính vecto tổng

Bước 3: Tính độ dài

Lời giải

a) $\vec{B A} + \vec{A C} = \vec{B C} \Rightarrow | \vec{B C} | = B C = a$

b) Dựng hình bình hành ABDC, giao điểm của hai đường chéo là O ta có:

Bài 3 trang 93 Toán 10 Tập 1 Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

$\vec{A B} + \vec{A C} = \vec{A D}$

$A D = 2 A O = 2 \sqrt{A B^{2} - B O^{2}} = 2 \sqrt{a^{2} - {(\frac{a}{2})}^{2}} = a \sqrt{3}$

$\Rightarrow | \vec{A B} + \vec{A C} | = | \vec{A D} | = A D = a \sqrt{3}$

c) $\vec{B A} - \vec{B C} = \vec{B A} + \vec{C B} = \vec{C B} + \vec{B A} = \vec{C A}$

$\Rightarrow | \vec{B A} - \vec{B C} | = | \vec{C A} | = C A = a$

Bài 4 trang 93 Toán 10 Tập 1: Cho hình bình hành ABCD có O là giao điểm hai đường chéo. Chứng minh rằng:

a) $\vec{O A} - \vec{O B} = \vec{O D} - \vec{O C;}$

b) $\vec{O A} - \vec{O B} + \vec{D C} = \vec{0}$

Phương pháp giải

Vận dụng quy tắc hiệu: $\vec{O A} - \vec{O B} = \vec{B A}$

Lời giải

a) $\vec{O A} - \vec{O B} = \vec{B A}$

$\vec{O D} - \vec{O C} = \vec{C D}$

Do ABCD là hình bình hành nên $\vec{B A} = \vec{C D}$

Suy ra, $\vec{O A} - \vec{O B} = \vec{O D} - \vec{O C}$

b) $\vec{O A} - \vec{O B} + \vec{D C} = (\vec{O D} - \vec{O C}) + \vec{D C} = \vec{C D} + \vec{D C} = \vec{C C} = \vec{0}$

Bài 5 trang 93 Toán 10 Tập 1: Cho ba lực $\vec{F_{1}} = \vec{M A}, \vec{F_{2}} = \vec{M B}$ và $\vec{F_{3}} = \vec{M C}$ cùng tác động vào một vật tại điểm M và vật đứng yên. Cho biết cường độ của $\vec{F_{1}}, \vec{F_{2}}$ đều là 10 N và $\hat{A M B} = 90^{\circ}$ Tìm độ lớn của lực $\vec{F_{3}}$ .

Lời giải

Ba lực $\vec{F_{1}}, \vec{F_{2}}, \vec{F_{3}}$ cùng tác dụng vào M và vật đứng yên nên hợp lực của chúng có giá trị bằng không, hay: $\vec{F_{1}} + \vec{F_{2}} + \vec{F_{3}} = \vec{M A} + \vec{M B} + \vec{M C} = \vec{0}$

Dựng hình bình hành $M A D B$ , khi đó: $\vec{M A} + \vec{M B} = \vec{M D}$

Bài 5 trang 93 Toán 10 Tập 1 Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

$\Rightarrow \vec{M D} + \vec{M C} = \vec{0}$

$\Rightarrow \vec{M D}, \vec{M C}$ là hai vecto đối nhau

$\Rightarrow M D = M C$

Xét hình bình hành MADB, ta có:

AM=AB và $\hat{A M B} = 90^{\circ}$

$\Rightarrow$ MADB là hình vuông, cạnh $A B = 10$

$\Rightarrow M C = M D = A B . \sqrt{2} = 10 \sqrt{2}$

Vậy độ lớn của lực $\vec{F_{3}}$ là $| \vec{F_{3}} | = | \vec{M C} | = M C = 10 \sqrt{2}$ (N)

Bài 6 trang 93 Toán 10 Tập 1: Khi máy bay nghiêng cánh một góc $α$ , lực $\vec{F}$ của không khí tác động vuông góc với cánh và bằng tổng của lực nâng $\vec{F_{1}}$ và lực cản $\vec{F_{2}}$ (Hình 16). Cho biết $α = 30^{\circ}$ và $| \vec{F} | = a$ . Tính $| \vec{F_{1}} |$ và $| \vec{F_{2}} |$ theo a.

Bài 6 trang 93 Toán 10 Tập 1 Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

Lời giải

Kí hiệu các điểm như hình dưới.

Bài 6 trang 93 Toán 10 Tập 1 Chân trời sáng tạo (ảnh 2)

Khi đó các lực $\vec{F}, \vec{F_{1}}, \vec{F_{2}}$ lần lượt là $\vec{A C}, \vec{A D}, \vec{A B}$

$α = \hat{B A x} = 30^{\circ}$ $\Rightarrow \hat{C A B} = 60^{\circ}$

$A B = A C . c o s \hat{C A B} = a . c {o s 60}^{\circ} = \frac{a}{2} \Rightarrow | \vec{F_{2}} | = | \vec{A B} | = \frac{a}{2}$

$A D = B C = A C . \sin \hat{C A B} = a . \sin 60^{\circ} = \frac{a \sqrt{3}}{2} \Rightarrow | \vec{F_{1}} | = | \vec{A D} | = A D = \frac{a \sqrt{3}}{2}$