Toán 10 Chân trời sáng tạo: Bài tập cuối chương 5

378

Toptailieu.vn giới thiệu Giải bài tập Toán lớp 10 Bài tập cuối chương V sách Chân trời sáng tạo giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập môn Toán 10 Tập 1. Mời các bạn đón xem:

Toán 10 Chân trời sáng tạo: Bài tập cuối chương 5

Câu hỏi trang 102 Toán 10

Bài 1 trang 102 Toán 10 Tập 1: Cho 3 vectơ a,b,c đều khác vectơ 0. Các khẳng định sau đúng hay sai?

a) Nếu hai vectơ a,b cùng phương với c thì a và b cùng phương

b) Nếu hai vectơ a,b cùng ngược hướng với c thì a và b cùng hướng

Phương pháp giải 

Nhận xét về giá và hướng của hai vectơ a,b với vectơ c để rút ra kết luận.

Lời giải 

a)      

+) Vectơ a cùng phương với vectơ c nên giá của vectơ a song song với giá của vectơ c

+) Vectơ b cùng phương với vectơ c nên giá của vectơ b song song với giá của vectơ c

Suy ra giá của vectơ a và vectơ b song song với nhau nên a và b cùng phương

Vậy khẳng định trên đúng

b)      

Giả sử vectơ c có hướng từ sang B

+) Vectơ a ngược hướng với vectơ c nên giá của vectơ a song song với giá của vectơ c và có hướng từ sang A

+) Vectơ b ngược hướng với vectơ c nên giá của vectơ b song song với giá của vectơ c và có hướng từ sang A

Suy ra, hai vectơ a và b cùng hướng

Vậy khẳng định trên đúng.

Bài 2 trang 102 Toán 10 Tập 1: Cho hình chữ nhật ABCD  O là giao điểm của hai đường chéo và AB = a, BC = 3a.

a) Tính độ dài các vectơ AC,BD

b) Tìm trong hình ảnh vectơ đối nhau và có độ dài bằng a102

Phương pháp giải

a) Bước 1: Tính độ dài AC, BD

Bước 2: Tính độ dài vectơ AB=AB

b) Bước 1: Tìm các đoạn thẳng có độ dài là a102

Bước 2: Từ các đoạn thẳng trên xác định các vecto cùng phương (giá song song hoặc trùng nhau) nhưng ngược hướng.

Lời giải

Bài 2 trang 102 Toán 10 Tập 1 Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

a) Ta có:

AC=BD=AB2+BC2=a2+(3a)2=a10

+) |AC|=AC=a10

+) |BD|=BD=a10

b) O là giao điểm của hai đường chéo nên ta có:

AO=OC=BO=OD=a102

Dựa vào hình vẽ ta thấy AO và CO cùng nằm trên một đường thẳng; BO và DO cùng nằm trên một đường thẳng

Suy ra các cặp vectơ đối nhau và có độ dài bằng a102 là:

OA và OCAO và COOB và ODBO và DO

Bài 3 trang 102 Toán 10 Tập 1: Cho hình thoi ABCD đi có cạnh bằng a và có góc A bằng 60. Tìm độ dài của các vectơ sau: p=AB+AD;u=ABAD;v=2ABAC.

Phương pháp giải  

Quy tắc ba điểm

Quy tắc hình bình hành AB+AD=AC (với ABCD là hình bình hành);

Quy tắc hiệu: ABAC=CB

Áp dụng các quy tắc trên để xác định vecto p,u,v rồi tính độ dài.AB=AO+OB

Lời giải

+) ABCD là hình thoi nên cũng là hình bình hành

 Áp dụng quy tắc hình bình hành ta có:

 p=AB+AD=AC

+) u=ABAD=DB

+) v=2ABAC=AB+(ABAC)=AB+CB=AB+DA=DB

Bài 3 trang 102 Toán 10 Tập 1 Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

Bài 4 trang 102 Toán 10 Tập 1: Cho hình bình hành ABCD hai điểm M và N lần lượt là trung điểm của BC và AD. Vẽ điểm E sao cho CE=AN (hình 1)

a) Tìm tổng của các vectơ:

NC và MCAM và CDAD và NC

b) Tìm các vectơ hiệu:

NCMCACBCABME.

 c) Chứng minh AM+AN=AB+AD

Bài 4 trang 102 Toán 10 Tập 1 Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

Phương pháp giải

a) Chỉ ra các hình bình hành, từ đó suy ra các vectơ bằng nhau và vận dụng quy tắc hình bình hành.

b) Quy tắc hiệu: ABAC=CB, quy tắc ba điểm AB=AO+OB và thay thế các vectơ bằng nhau ME=AD

c) Thay thế các vectơ bằng nhau AN=MC; sử dụng quy tắc hình bình hành AB+AD=AC (với ABCD là hình bình hành)

Lời giải 

a) Ta có: CE=ANCE//AN và CE=AN=ND=BM=MC

Suy ra MC=CE

+) NC+MC=NC+CE=NE

+) ABCD là hình bình hành nên CD=BA

AM+CD=AM+BA=BM

+) Ta có MC=ANAMCN là hình bình hành nên NC=AM

AD+NC=AD+AM=AE (vì AMED là hình bình hành)

b) Ta có:

+) NCMC=NC+CM=NM

+) ACBC=AC+CB=AB

+) ABME=ABAD=AB+DA=DB

c) Ta có:

AM+AN=AM+MC=AC

Áp dụng quy tắc hình bình hành vào hình bình hành ABCD ta có

AB+AD=AC

Từ đó suy ra AM+AN=AB+AD (đpcm)

Câu hỏi trang 103 Toán 10

Bài 5 trang 103 Toán 10 Tập 1Cho a,b là hai vectơ khác vectơ 0. Trong trường hợp nào thì đẳng thức sau đúng?

a) |a+b|=|a|+|b|;

b) |a+b|=|ab| .

Phương pháp giải

Sử dụng tính chất a2=|a|2

Lời giải 

a) |a+b|=|a|+|b||a+b|2=(|a|+|b|)2

(a+b)2=(|a|+|b|)2(a)2+2a.b+(b)2=|a|2+2.|a|.|b|+|b|2

|a|2+2a.b+|b|2=|a|2+2.|a|.|b|+|b|2

2a.b=2|a|.|b|

2|a|.|b|cos(a,b)=2|a|.|b|

cos(a,b)=1(a,b)=0

Vậy |a+b|=|a|+|b|a,b cùng hướng.

b) |a+b|=|ab||a+b|2=|ab|2

(a+b)2=(ab)2

(a)2+2a.b+(b)2=(a)22a.b+(b)2

2a.b=2a.b4a.b=0

a.b=0(a,b)=90

Vậy |a+b|=|ab|a,b vuông góc với nhau.

Bài 6 trang 103 Toán 10 Tập 1: Cho |a+b|=0. So sánh độ dài, phương và hướng của hai vectơ a  b.

Lời giải 

|a+b|=0a+b=0a=b

a=b suy ra hai vectơ a và b là hai vecto đối nhau nên chúng cùng phương, ngược hướng và có độ dài bằng nhau.

Bài 7 trang 103 Toán 10 Tập 1: Cho bốn điểm A, B, C, D. Chứng minh rằng AB=CD  khi và chỉ khi trung điểm của hai đoạn thẳng AD và BC trùng nhau.

Phương pháp giải 

Chứng minh thông qua ABCD là hình bình hành.

Lời giải 

Với 4 điểm A, B, C, D ta có: AB=CD khi và chỉ khi tứ giác ABDC là hình bình hành

Theo tính chất của hình bình hành thì giao điểm của hai đường chéo là trung điểm của mỗi đường và ngược lại.

Nói cách khác: trung điểm của hai đoạn thẳng AD và BC trùng nhau.

Vậy ta có điều phải chứng minh.

Bài 8 trang 103 Toán 10 Tập 1: Cho tam giác ABC. Bên ngoài tam giác vẽ các hình bình hành ABIJ, BCPQ, CARS. Chứng minh rằng RJ+IQ+PS=0.

Phương pháp giải 

Bước 1: Sử dụng quy tắc ba điểm

Bước 2: Xác định các cặp vectơ đối nhau từ các hình bình hành AB  CD là hai vectơ đối nhau với ABCD là hình bình hành

Bước 3: Sử dụng tính chất của vectơ đối AB  CD là hai vectơ đối nhau thìAB+CD=0AB=AO+OB

Lời giải 

  RJ+IQ+PS=(RA+AJ)+(IB+BQ)+(PC+CS)

=(RA+CS)+(AJ+IB)+(BQ+PC)=0+0+0=0(đpcm)

Bài 8 trang 103 Toán 10 Tập 1 Chân rời sáng tạo (ảnh 1)

Bài 9 trang 103 Toán 10 Tập 1: Một chiếc máy bay được biết là đang bay về phía Bắc với tốc độ 45m/s, mặc dù vận tốc của nó so với mặt đất là 38 m/s theo hướng nghiêng một góc 20 về phía tây bắc (hình 2). Tính tốc độ của gió

Bài 9 trang 103 Toán 10 Tập 1 Chân rời sáng tạo (ảnh 1)

Phương pháp giải

Bước 1: Dựa vào hình 2 xác định các vectơ tương ứng với vận tốc của máy bay, vận tốc so với mặt đất

Bước 2: Dựa vào mối liên hệ giữa các vectơ đã cho v=v1+v2 xác định vectơ tương ứng với vận tốc gió

Bước 3: Áp dụng định lý cosin tìm tốc độ của gió

Lời giải 

Từ giả thiết ta có:

+) Vectơ tương ứng với vận tốc máy bay là vectơ v1

+) Vectơ tương ứng với vận tốc máy bay so với mặt đất là vectơ v

+) Vectơ tương ứng với vận tốc gió là vectơ v2

Ta có : |v1|=45;|v|=38;(v1,v)=20

Áp dụng định lý cosin ta có:

|v2|=|v|2+|v1|22|v|.|v1|.cos(v,v1)

     =382+4522.38.45.cos2016 (m/s)

Vậy tốc độ của gió gần bằng 16 m/s

Bài 10 trang 103 Toán 10 Tập 1: Cho tam giác đều ABC có O là trọng tâm và M là một điểm tùy ý trong tam giác. Gọi D, E, F lần lượt là chân đường vuông góc hạ từ M đến BC, AC, AB. Chứng minh rằng  MD+ME+MF=32MO

Phương pháp giải

Bước 1: Qua M kẻ các đường thẳng song song với AB, AC, BC

Bước 2: Xác định các tam giác đều, hình bình hành sau đó áp dụng vào biểu thức vectơ, trong tam giác đều thì đường cao vừa là trung tuyến, quy tắc hình bình hành AB+AD=AC (với ABCD là hình bình hành)

Bước 3: Sử dụng quy tắc ba điểm AB=AO+OB, tính chất trọng tâm của tam giác GA+GB+GC=0 (với G là trọng tâm của tam giác ABC)

Lời giải 

MD+ME+MF=(MO+OD)+(MO+OE)+(MO+OF)

Qua M kẻ các đường thẳng M1M2//AB;M3M4//AC;M5M6//BC

Từ đó ta có:MM1M6^=MM6M1^=MM4M2^=MM2M4^=MM3M5^=MM5M3^=60

Suy ra các tam giác ΔMM3M5,ΔMM1M6,ΔMM2M4 đều

Áp dụng tính chất trung tuyến AM=12(AB+AC)(với là trung điểm của BC) ta có:

ME=12(MM1+MM6);MD=12(MM2+MM4);MF=12(MM3+MM5)

MD+ME+MF=12(MM2+MM4)+12(MM1+MM6)+12(MM3+MM5)

Ta có: các tứ giác AM3MM1;CM4MM6;BM2MM5 là hình bình hành

Áp dụng quy tắc hình bình hành ta có

MD+ME+MF=12(MM2+MM4)+12(MM1+MM6)+12(MM3+MM5)

=12(MM1+MM3)+12(MM2+MM5)+12(MM4+MM6)

=12MA+12MB+12MC=12(MA+MB+MC)

=12((MO+OA)+(MO+OB)+(MO+OC))

=12(3MO+(MA+MB+MC))=32MO (đpcm)

Vậy MD+ME+MF=32MO

 Bài 10 trang 103 Toán 10 Tập 1 Chân rời sáng tạo (ảnh 1)

Bài 11 trang 103 Toán 10 Tập 1: Một xe goòng được kéo bởi một lực F có độ lớn là là 50 N, di chuyển theo quãng đường từ A đến B có chiều dài là 200 m. Cho biết góc giữa lực F và AB là 30 và  F được phân tích thành 2 lực F1,F2 (hình 3). Tính công sinh ra bởi các lực F,F1 và F2.

Bài 11 trang 103 Toán 10 Tập 1 Chân rời sáng tạo (ảnh 1)

Phương pháp giải 

Bước 1: Sử dụng các tính chất trong tam giác vuông xác định độ lớn của các lực

Bước 2: Xác định góc giữa các lực và hướng dịch chuyển

Bước 3: Sử dụng công thức A=F.d (với d là vectơ thể hiện độ dịch chuyển và quãng đường mà vật đi được)

Lời giải 

Ta xác định được các độ lớn:

|F|=50,|F2|=|F|cos30=50.32=253,|F1|=|F|.sin30=50.12=25(N)

Dựa vào hình vẽ ta có: (F,d)=30,(F1,d)=90,(F2,d)=0

Áp dụng công thức tính công sinh ra bởi lực A=F.d ta có:

A=F.d=|F||d|cos(F,d)=50.200.cos30=5000(J)

A1=F1.d=|F1||d|cos(F1,d)=25.200.cos90=0(J)

A2=F2.d=|F2||d|cos(F2,d)=253.200.cos0=50003(J)

Bài 12 trang 103 Toán 10 Tập 1: Một chiếc thuyền cố gắng đi thẳng qua một con sông với tốc độ 0,75 m/s. Tuy nhiên dòng chảy của nước trên con sông đó chạy với tốc độ 1,20 m/s về hướng bên phải. Gọi v1,v2,v lần lượt là vận tốc của thuyền so với dòng nước, vận tốc của dòng nước so với bờ và vận tốc của thuyền so với bờ.

a) Tính độ dài của các vectơ v1,v2,v

b) Tốc độ dịch chuyển của thuyền so với bờ là bao nhiêu?

c)  Hướng di chuyển của thuyền lệch một góc bao nhiêu so với bờ?

Bài 12 trang 103 Toán 10 Tập 1 Chân rời sáng tạo (ảnh 1)

Phương pháp giải

a) Sử dụng tính chất trong tam giác vuông c2=a2+b2 (với c là cạnh huyền của tam giác vuông và a, b là cạnh góc vuông)

b) Chỉ ra kết quả độ dài vectơ v đã tính được ở câu a)

c) Sử dụng tính chất trong tam giác vuông sinB=ac (với c là cạnh huyền của tam giác vuông và a, b là cạnh góc vuông)

Lời giải 

a) Ta có:

|v1|=0,75;|v2|=1,20

Dựa vào hình vẽ ta thấy v=v1+v2 và v1v2

Áp dụng tính chất trong tam giác vuông ta có: |v|2=|v1|2+|v2|2|v|=|v1|2+|v2|2=0,752+1,22=38920

b) Tốc độ dịch chuyển của thuyền so với bờ là 38920 m/s

c) Nước có hướng dichuyển song song với bờ nên hướng di chuyển của thuyền

so với bờ tương đương với hướng di chuyển của thuyền so với nước

Suy ra góc lệch giữa hướng di chuyển của thuyền và bờ là (v,v2)

Ta có: sin(v,v2)=|v1||v|=0,7538920=58989(v,v2)32

Vậy hướng di chuyển của thuyền lệch một góc 32 so với bờ.

Đánh giá

0

0 đánh giá