Chương 4.Bài 8: Tổng và hiệu của hai vecto | Giáo án điện tử môn Toán 10 | Kết nối tri thức với cuộc sống

CHƯƠNG I CHƯƠNG IV. VECTƠ
§7. Các khái niệm mở đầu
§8. Tổng và hiệu của hai vectơ
§9. Tích của một vectơ với một số
§10. Vectơ trong mặt phẳng tọa độ
§11. Tích vô hướng của hai vectơ
Bài tập cuối chương 4 C C H H Ư Ư Ơ Ơ N N G G I V.I VECTƠ TOÁN ĐẠI SỐ ➉ 7
CÁC KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU 1 KHÁI NIỆM VECTƠ 2
HAI VECTƠ CÙNG PHƯƠNG, CÙNG HƯỚNG, BẰNG NHAU 3 BÀI TẬP Vectơ
+ − được gọi là hiệu của hai vec tơ và và được kí hiệu là − .
Phép lấy hiệu hai vec tơ được gọi là phép trừ vec tơ.
Chú ý. Nếu + = thì − = + − = + + − = + = .
Với ba điểm O, M, N tùy ý, ta có = + = − + = − .
Quy tắc hiệu: Với ba điểm O, M, N, ta có = − . Lời giải
Ví dụ 2: Cho Hình bình hành ABCD và một
• Áp dụng quy tắc hiệu,
điểm O bất kì. Chứng minh rằng ta có − = , − = . − = − . • Mặt khác = nên − = − . Ví dụ 3: Lời giải
• a) Chứng minh rằng nếu là trung điểm
• a) (H4.15) Khi I là trung điểm của AB, thì hai của thì + = . vec tơ
và có cùng độ dài và ngược hướng.
• b) Chưng minh rằng nếu là trọng tâm
của tam giác ABC thì + + = . • Do đó, và đối nhau, suy ra + = . Ví dụ 3: Lời giải
• a) Chứng minh rằng nếu là trung điểm
b) (H4.16) Trọng tâm G của tam giác ABC của thì + = .
thuộc trung tuyến AI và = . Lấy điểm
D đối xứng với G qua I.
• b) Chưng minh rằng nếu là trọng tâm
của tam giác ABC thì + +
= . • Khi đó tứ giác
có hai đường chéo cắt
nhau tại trung điểm mỗi đường nên nó là hình bình hành. • Ta có = = . • Hai vec tơ và
có cùng độ dài và
ngược hướng nên chúng là hai vec tơ đối nhau, do đó + = .
• Trong hình bình hành , ta có • + = . • Vậy + + = . Luyện tập 2. Lời giải Cho tứ giác
. Gọi , lần lượt là • Ta có + + +
trung điểm của các cạnh , và O là = + + + + + + trung điểm của . Chứng minh rằng + + + + = . = + + + + + + + + = Chú ý:
Phép cộng vec tơ tương ứng với các quy tắc tổng hợp lực, tổng hợp vận tốc.
• Nếu hai lực cùng tác động vào chất điểm
và được biểu diễn bởi các vec tơ ,
thì hợp lực tác dộng vào được biễu diễn bởi vec tơ + .
• Nếu một con thuyền di chuyển trên sông
với vận tốc riêng( vận tốc so với dòng
nước) được biễu diễn bởi vec tơ và vận
tốc của dòng nước( so với bờ) biễu diễn bởi vec tơ
thì vận tốc thực tế của thuyền (so
với bờ) được biểu diễn bởi vec tơ + . Ví dụ 4: Lời giải Cho tứ giác
. Gọi , lần lượt là
Ta biểu thị hai bờ sông là hai đường thẳng song
trung điểm của các cạnh , và O là song , (H4.17) trung điểm của . Chứng minh rằng
Giả sử tàu xuất phát từ ∈ và bánh lái , luôn + + + = .
được giữ để tàu tạo với bờ góc . Gọi và lần
lượt là vec tơ vận tốc riêng của tàu và vận tốc
dòng nước. Gọi , là các điểm sao cho = và = .
• Khi đó tàu chuyển chuyển động với vec tơ vận tốc thực tế là = + = + =
• Gọi , tương ứng là giao điểm của , với
. Tàu chuyền động thẳng từ đến với vận tốc thực tế
, do đó thời gian cần thiết kế để
tàu sang được bờ là = . Ví dụ 4: • Mặt khác = không đổi nên nhỏ Cho tứ giác
. Gọi , lần lượt là nhất ⇔ nhỏ nhất ⇔ ⊥ ⇔ ⊥ .
trung điểm của các cạnh , và O là
• Vậy để tàu sang được bờ bên kia nhanh nhất, ta trung điểm của . Chứng minh rằng
cần giữ bánh lái để tàu luôn vuông góc với bờ. + + + = . Vận dụng: Lời giải
Tính lực kéo cần thiết để kéo một khẩu pháo có trọng lượng
( ứng với khối lượng xấp xỉ
! "#) lên một con dốc nghiêng
$ so với phương nằm ngang (H.4.18). Nếu
lực kéo của mỗi người bằng , thì cần tối
thiểu bao nhiêu người để kéo pháo? Chú ý: Ta có
Ta coi khẩu pháo chịu tác động của ba lực:
• Trọng lực % có độ lớn % = , có
Trọng lực % ( có độ lớn % = , có
phương vuông góc với phương nằm ngang
phương vuông góc với phương nằm ngang và
và hướng xuống dưới
hướng xuống dưới), phản lực & ( có độ lớn & = %
• Phản lực & có độ lớn & = % cos30 =
cos30 , có phương vuông góc với
mặt dốc và hướng lên trên) và lực kéo ' ( . $ ,
theo phương dốc, hướng từ chân dốc lên đỉnh dốc).
• có phương vuông góc với mặt dốc và hướng lên trên) Vận dụng: Lời giải
Tính lực kéo cần thiết để kéo một khẩu pháo có trọng lượng
( ứng với khối lượng xấp xỉ
! "#) lên một con dốc nghiêng
$ so với phương nằm ngang (H.4.18). Nếu
lực kéo của mỗi người bằng , thì cần tối
thiểu bao nhiêu người để kéo pháo?
• Gọi ' = % + & ta có Chú ý:
Ta coi khẩu pháo chịu tác động của ba lực: • ' = = − = % − &
Trọng lực % ( có độ lớn % = , có = (
phương vuông góc với phương nằm ngang và
hướng xuống dưới), phản lực & ( có độ lớn
• Để kéo được khẩu pháo lên dốc thì ' > ' ,
& = % cos30 , có phương vuông góc với '
• nghĩa là số người kéo pháo phải lớn hơn =
mặt dốc và hướng lên trên) và lực kéo ' ( (
theo phương dốc, hướng từ chân dốc lên = , ( đỉnh dốc).
• Vậy cần tối thiểu 12 người để kéo pháo. Bài tập: Lời giải
4.6. Cho bốn điểm bất kỳ , , , . Hãy a) Ta có + + + chứng minh rằng = + + + a) + + + = . = + = . b) − = − b) Ta có * − = − = nên − = − . Bài tập: Lời giải
4.7. Cho hình bình hành . Hãy tìm điểm để = + . Tìm mối quan
hệ giữa hai vec tơ và .
Ta có thep quy tắc hình bình hành = + ⇔ = nên là đỉnh
thứ tư của hình bình hành ( như hình vẽ). Bài tập: Lời giải
4.8. Cho tam giác đều
cạnh . Tính độ a) Tính độ dài vectơ − dài các vec tơ − , + . Ta có − = nên − = = = B
b) Tính độ dài vectơ D +
• Gọi + là trung điểm của ⇒ + ⊥ . H Suy ra + = $ = $. • Dựng
là điểm sao cho tứ giác là hình thoi. A C • Ta lại có + = = $ = + = . = $. Bài tập: Lời giải
4.9. Hình 4.19 biểu diễn hai lực' , ' • Gọi = ' , = '
cùng tác động lên một vật, cho ' = $ , • Ta có ' + ' = + = = ' ' =
. Tính độ lớn của hợp lực • Xét tam giác ' + ' . • = + − . . cos60 = - + − . $. . = (. • Vậy ' = ( . Bài tập:
4.10. Hai con tàu xuất phát cùng lúc từ bờ
bên này để sang bờ bên kia của dòng sông
với vận tốc riêng không đổi và có độ lớn
bằng nhau. Hai tàu luôn được giữ lái sao
cho chúng tạo với bờ cùng một góc nhọn
nhưng một tàu hướng xuống hạ lưu, một
tàu hướng lên thượng nguồn ( hình vẽ).
Vận tốc dòng nước là đáng kể, các yếu tố Lời giải
bên ngoài khác không ảnh hưởng đến vận
tốc của các tàu. Hỏi tàu nào sang bờ bên
• Gọi tàu thứ nhất là tàu hướng xuống hạ lưu
có vận tốc thực tế là = + kia trước?
• tàu thứ hai là tàu hướng lên thượng nguồn
có vận tốc thực tế là = − • Ta thấy >
nên tàu thứ nhất sẽ sang
bờ bên kia trước.
Bài tập trắc nghiệm: Lời giải
Câu 1. Cho hình bình hành và là
Phương án C sai vì theo quy tắc hình bình giao điểm của và . Trong các khẳng hành thì + = .
định sau, khẳng định nào sai? A. = . B. + + + = . C. + = . D. + = .
Bài tập trắc nghiệm: Lời giải Câu 2. Cho 4 điểm , , %, .. Trong các Ta có
khẳng định sau, khẳng định nào đúng? + % + %. + . = % + %. + . A. + % + %. + . = %. = . + . = = . B. + % + %. + . = . C. + % + %. + . = %.. D. + % + %. + . = %.
Bài tập trắc nghiệm: Lời giải
Câu 3. Cho bốn điểm , , , . Trong Ta có
các khẳng định sau, khẳng định nào đúng? + = + + + A. + = + . = + . B. + + = . C. + = + . D. + = + .
Bài tập trắc nghiệm: Lời giải Câu 4. Cho = + + với Ta có = + + = +
điểm bất kì , , , . Chọn khẳng định = + = . đúng? A. = . B. = . C. = . D. = .
Bài tập trắc nghiệm: Lời giải Câu 5. Cho tam giác
. Trong các khẳng Xét các đáp án:
định sau, khẳng định nào đúng?
 Đáp án. A. Ta có + = ≠ (với A. + = . B. + = .
là điểm thỏa mãn
là hình bình hành). Suy ra A sai. C. + = . D. + = .
 Đáp án. B. Ta có % + = + % = %. Suy ra B đúng.
 Đáp án. C. Ta có + = − + = − ≠
(với là điểm thỏa mãn
là hình bình hành). Suy ra C sai.
 Đáp án. D. Ta có + = + = ≠ . Suy ra D sai.
Bài tập trắc nghiệm: Lời giải
Câu 6. Cho hình vuông có cạnh A a B
bằng . Tính độ dài vectơ + theo . A. + = . D C B. + = . C. + = . Ta có + = . D. + = . Suy ra + = = = .
Bài tập trắc nghiệm: Lời giải A Câu 7. Cho tam giác . Gọi , , %
lần lượt là trung điểm của các cạnh M N , ,
. Khi đó % + % bằng véctơ
nào trong các vectơ sau? B C P A. . B. % . Ta có % + % = + % = %. C. %. D. .
Bài tập trắc nghiệm: Lời giải
Câu 8. Cho ba điểm , , thuộc đường Do + +
= nên là trọng tâm tròn tâm thỏa mãn + + = . tam giác . Tính góc 1 .
Mà là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác A. 1 = . B. 1 = ! . nên tam giác là tam giác đều. C. 1 = - . D. 1 = 2 . Suy ra 1 = .
Bài tập trắc nghiệm: Lời giải
Câu 9. Cho hình vuông có cạnh bằng . Khi đó + bằng A. 2. B. $. C. $. D. 2. $
Dựng hình bình hành 3 tâm '. Ta có + = 3 = 3 = ' = + ' = + = 2.
Bài tập trắc nghiệm: Lời giải A B
Câu 10. Cho hình thang //
và có hai đường chéo vuông góc với nhau. Biết + = $ 5. Tính + . A. 2 5. B. 5. D C E C. 2 5. D. $ 5. F
Dựng hình bình hành 3 và hình bình hành 3' . Vì ⊥ nên
⊥ 3. Do đó hình bình
hành 3' là hình chữ nhật. Khi đó + = 3 + = ' = ' = 3 = $ 5.