Toán 10 Cánh Diều trang 87 Bài 4: Tổng và hiệu của hai vecto

Giang Ngày: 13-02-2023 Lớp 10

253

Với giải Câu hỏi trang 87 Toán 10 Tập 1 Cánh Diều trong Bài 4: Hiệu của hai vecto 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 Cánh Diều trang 87 Bài 4: Tổng và hiệu của hai vecto

Bài 1 trang 87 Toán lớp 10 Tập 1:Cho ba điểm M, N, P. Vectơ $\vec{u} = \vec{N P} + \vec{M N}$ bằng vectơ nào sau đây?

A. $\vec{P N}$ ;

B. $\vec{P M}$ ;

C. $\vec{M P}$ ;

D. $\vec{N M}$ .

Lời giải:

Đáp án đúng là: C.

Với ba điểm M, N, P bất kì ta có: $\vec{u} = \vec{N P} + \vec{M N} = \vec{M N} + \vec{N P} = \vec{M P}$ .

Bài 2 trang 87 Toán lớp 10 Tập 1: Cho ba điểm D, E, G. Vectơ $\vec{v} = \vec{D E} + (- \vec{D G})$ bằng vectơ nào sau đây?

A. $\vec{E G}$ ;

B. $\vec{G E}$ ;

C. $\vec{G D}$ ;

D. $\vec{E D}$ .

Lời giải:

Đáp án đúng là: B.

Với ba điểm D, E, G bất kì ta có:

$\vec{v} = \vec{D E} + (- \vec{D G}) = \vec{D E} + \vec{G D} = \vec{G D} + \vec{D E} = \vec{G E}$

Bài 3 trang 87 Toán lớp 10 Tập 1: Cho bốn điểm A, B, C, D. Chứng minh:

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

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

Lời giải:

a) Với bốn điểm A, B, C, D bất kì ta có:

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

Nên:

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

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

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

b) Ta có:

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

$= (\vec{A B} + \vec{B C}) + (\vec{C D} + \vec{D A})$ (tính chất giao hoán và kết hợp)

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

$= \vec{0}$ .

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

Bài 4 trang 87 Toán lớp 10 Tập 1: Cho hình bình hành ABCD, gọi O là giao điểm của AC và BD. Các khẳng định sau đúng hay sai?

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

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

c) $\vec{O A} + \vec{O B} = \vec{O C} + \vec{O D}$ .

Lời giải:

Cho hình bình hành ABCD, gọi O là giao điểm của AC và BD. Các khẳng định

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

Do đó: $|\vec{A B} + \vec{A D}| = |\vec{A C}|$ . Vậy khẳng định a) đúng.

+ Ta có: $\vec{A B} + \vec{B D} = \vec{A D}$

Mà $\vec{A D} = \vec{B C}$ (do AD // = BC)

Do đó: $\vec{A B} + \vec{B D} = \vec{A D} = \vec{B C} = - \vec{C B}$ .

Vậy khẳng định b) sai.

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

Khi đó ta có: $\vec{O A} = \vec{C O}; \vec{O D} = \vec{B O}$

Do đó: $\{\begin{cases} \vec{O A} + \vec{O B} = \vec{C O} + \vec{O B} = \vec{C B} = - \vec{B C} \\ \vec{O C} + \vec{O D} = \vec{O C} + \vec{B O} = \vec{B O} + \vec{O C} = \vec{B C} \end{cases}$

Suy ra: $\vec{O A} + \vec{O B} = - (\vec{O C} + \vec{O D})$ .

Vậy khẳng định c) sai.

Bài 5 trang 87 Toán lớp 10 Tập 1:Cho đường tròn tâm O. Giả sử A, B là hai điểm nằm trên đường tròn. Tìm điều kiện cần và đủ để hai vectơ $\vec{O A}$ và $\vec{O B}$ đối nhau.

Lời giải:

Hai vectơ $\vec{O A}$ và $\vec{O B}$ đối nhau khi chúng cùng độ dài và ngược hướng.

Ta có A, B nằm trên đường tròn tâm O nên OA, OB là bán kính, do đó: OA = OB.

Khi đó: $|\vec{O A}| = |\vec{O B}|$

Ta cần thêm điều kiện hai vectơ $\vec{O A}$ và $\vec{O B}$ ngược hướng, tức là chúng cùng phương và ngược chiều, do đó giá của $\vec{O A}$ chính là đường thẳng OA và giá của vectơ $\vec{O B}$ chính là đường thẳng OB phải song song hoặc trùng nhau.

OA và OB giao nhau tại O nên không xảy ra trường hợp song song.

Vậy đường thẳng OA trùng với đường thẳng OB, hay O, B, A thẳng hàng, hay AB là đường kính của đường tròn (O).

Cho đường tròn tâm O. Giả sử A, B là hai điểm nằm trên đường tròn. Tìm điều kiện

Vậy điều kiện cần và đủ để hai vectơ $\vec{O A}$ và $\vec{O B}$ đối nhau là AB là đường kính của đường tròn (O).

Bài 6 trang 87 Toán lớp 10 Tập 1:Cho ABCD là hình bình hành. Chứng minh $\vec{M B} - \vec{M A} = \vec{M C} - \vec{M D}$ với mỗi điểm M trong mặt phẳng.

Lời giải:

Cho ABCD là hình bình hành. Chứng minh vectơ MB - vectơ MA = vectơ MC -vectơ MD với mỗi điểm M trong mặt phẳng

Ta có:

$\vec{M B} - \vec{M A} = \vec{M B} + (- \vec{M A}) = \vec{M B} + \vec{A M} = \vec{A M} + \vec{M B} = \vec{A B}$ (1).

$\vec{M C} - \vec{M D} = \vec{M C} + (- \vec{M D}) = \vec{M C} + \vec{D M} = \vec{D M} + \vec{M C} = \vec{D C}$ (2).

Do ABCD là hình bình hành nên AB // = DC, do đó: $\vec{A B} = \vec{D C}$ (3).

Từ (1), (2) và (3) suy ra: $\vec{M B} - \vec{M A} = \vec{M C} - \vec{M D}$ .

Bài 7 trang 87 Toán lớp 10 Tập 1:Cho hình vuông ABCD có cạnh a. Tính độ dài của các vectơ sau:

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

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

c) $\vec{O A} + \vec{O B}$ với O là giao điểm của AC và BD.

Lời giải:

Cho hình vuông ABCD có cạnh a. Tính độ dài của các vectơ sau

a) Tam giác ABD vuông tại A (hình vuông ABCD), áp dụng định lí Pythagore, ta có: BD2 = AD2 + AB2 = a2 + a2 = 2a2

$\Rightarrow B D = a \sqrt{2}$ .

Vì ABCD là hình vuông nên DA // = CB, do đó: $\vec{D A} = \vec{C B}$

Khi đó:

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

Suy ra: $|\vec{D A} + \vec{D C}| = |\vec{D B}| = D B = a \sqrt{2}$ .

Vậy $|\vec{D A} + \vec{D C}| = a \sqrt{2}$ .

b) Ta có:

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

Do đó: $|\vec{A B} - \vec{A D}| = |\vec{D B}| = D B = a \sqrt{2}$ .

Vậy $|\vec{A B} - \vec{A D}| = a \sqrt{2}$ .

c) O là giao điểm hai đường chéo của hình vuông ABCD nên O là trung điểm của AC và BD.

Do đó ta có: $\vec{O A} = \vec{C O}$

Khi đó: $\vec{O A} + \vec{O B} = \vec{C O} + \vec{O B} = \vec{C B}$ .

Suy ra $|\vec{O A} + \vec{O B}| = \vec{|C B|} = C B = a$ .

Vậy $|\vec{O A} + \vec{O B}| = a$ .

Bài 8 trang 87 Toán lớp 10 Tập 1: Cho ba lực $\vec{F_{1}} = \vec{O A}, \vec{F_{2}} = \vec{O B}$ và $\vec{F_{3}} = \vec{O C}$ cùng tác động vào một vật tại điểm O và vật đứng yên. Cho biết cường độ của $\vec{F_{1}}, \vec{F_{2}}$ đều là 120 N và $\hat{A O B} = 120 °$ . Tìm cường độ và hướng của lực $\vec{F_{3}}$ .

Lời giải:

Cho ba lực vectơ F1 = vectơ OA, vectơ F2 = vectơ OB và vectơ F3= vectơ OC cùng tác động vào một vật tại điểm O

Vì ba lực $\vec{F_{1}}, \vec{F_{2}}, \vec{F_{3}}$ cùng tác động vào vật tại điểm O và vật đứng yên.

Do đó: $\vec{F_{1}} + \vec{F_{2}} + \vec{F_{3}} = \vec{0}$ $\Leftrightarrow \vec{F_{3}} = - (\vec{F_{1}} + \vec{F_{2}})$ (1).

Ta cần tính $\vec{F_{1}} + \vec{F_{2}}$ .

Cường độ của $\vec{F_{1}}$ và $\vec{F_{2}}$ đều là 120 N.

$\Rightarrow |\vec{F_{1}}| = |\vec{F_{2}}| = 120 N .$

Dựng hình bình hành OADB có $\vec{F_{1}} = \vec{O A}, \vec{F_{2}} = \vec{O B}$ và $\hat{A O B} = 120 °$ .

Do đó OA = OB = 120 nên OADB là hình thoi.

Gọi E là giao điểm của hai đường chéo AB và OD thì E là trung điểm của mỗi đường.

Đường chéo OD đồng thời là tia phân giác của góc AOB.

Suy ra: $\hat{A O D} = \frac{1}{2} \hat{A O B} = \frac{1}{2} .120 ° = 60 °$ .

Xét tam giác OAD có: OA = AD (tính chất hình thoi OADB)

Suy ra tam giác OAD cân tại A.

Mà $\hat{A O D} = 60 °$ .

Do đó tam giác AOD là tam giác đều.

Suy ra: OD = OA = 120.

Do OADB là hình bình hành nên $\vec{O D} = \vec{O A} + \vec{O B}$ .

$\Rightarrow \vec{O D} = \vec{F_{1}} + \vec{F_{2}}$ (2).
Từ (1) và (2) suy ra: $\vec{F_{3}} = - (\vec{F_{1}} + \vec{F_{2}}) = - \vec{O D}$ .

Vậy lực $\vec{F_{3}}$ có hướng ngược với hướng của $\vec{O D}$ và có cường độ: $|\vec{F_{3}}| = |\vec{O D}| = 120 N .$

Bài 9 trang 87 Toán lớp 10 Tập 1:Một dòng sông chảy từ phía bắc xuống phía nam với vận tốc là 10 km/h. Một chiếc ca nô chuyển động từ phía đông sang phía tây với vận tốc 40 km/h so với mặt nước. Tìm vận tốc của ca nô so với bờ sông.

Lời giải:

Một dòng sông chảy từ phía bắc xuống phía nam với vận tốc là 10 km/h. Một chiếc ca nô

Ca nô chuyển từ đông sang tây, giả sử ca nô đi theo hướng A sang C, khi đó vận tốc so với mặt nước của ca nô được biểu thị bởi $\vec{v_{1}} = \vec{A C}$ và có độ lớn $|\vec{v_{1}}| = 40 k m / h$ , vận tốc dòng chảy được biểu thị bởi $\vec{v_{2}} = \vec{A B}$ và có độ lớn $|\vec{v_{2}}| = 10 k m / h$ .