Giải bài tập Toán lớp 10 Bài 2: Tổng và hiệu của hai vecto
Video bài giảng Tổng và hiệu của hai vecto – Chân trời sáng tạo
Giải toán lớp 10 trang 88 Tập 1 Chân trời sáng tạo
HĐ Khởi động trang 88 Toán lớp 10: Một kiện hàng được vận chuyển từ điểm A đến điểm B rồi lại được vận chuyển từ điểm B đến điểm C. Tìm vectơ biểu diễn tổng của hai độ dịch chuyển: .
Lời giải:
1. Tổng của hai vecto
HĐ Khám phá 1 trang 88 Toán lớp 10: Một robot thực hiện liên tiếp hai chuyển động có độ dịch chuyển lần lượt được biểu diễn bởi 2 vectơ và (Hình 1). Tìm vectơ biểu diễn sự dịch chuyển của rô bốt sau hai sự dịch chuyển trên.
Phương pháp giải:
Xác định A là điểm đầu và C là điểm cuối, dùng đoạn thẳng có hướng nối 2 điểm trên.
Lời giải:
Ta thấy rô bốt đi từ A đến B, sau đó đi từ B đến C, vậy cả 2 lần di chuyển thì ta thấy điểm cuất phát là A và điểm kết thúc là C.
Suy ra vectơ biểu diễn sự dịch chuyển của rô bốt sau hai lần dịch chuyển là vectơ
Giải toán lớp 10 trang 89 Tập 1 Chân trời sáng tạo
HĐ Khám phá 2 trang 89 Toán lớp 10: Cho hình bình hành ABCD (Hình 4). Chứng minh rằng:
Phương pháp giải:
Tìm vectơ bằng với vectơ , sau đó áp dụng quy tắc ba điểm
Lời giải:
Vì ABCD là hình bình hành nên ta có: (đpcm)
Phương pháp giải:
Bước 1: Áp dụng quy tắc ba điểm, tìm vectơ và
Bước 2: Xác định hướng của vectơ vừa tìm được
Bước 3: So sánh hướng của 2 vectơ
Lời giải:
Áp dụng quy tắc ba điểm ta có:
;
Mà ABCD là hình thang nên AB//DC. Mặt khác vectơ và vectơ đều có hướng từ trái sang phải, suy ra vectơ và vectơ cùng hướng
Vậy hai vectơ và cùng hướng.
Thực hành 2 trang 89 Toán lớp 10: Cho tam giác đều ABC cạnh có độ dài là a. Tính độ dài vectơ
Phương pháp giải:
Bước 1: Dựng hình bình hành ABDC
Bước 2: Áp dụng quy tắc hình bình hành tìm tổng vectơ
Bước 3: Tìm độ dài vectơ tổng.
Lời giải:
Dựng hình bình hành ABDC.
Áp dụng quy tắc hình bình hành vào ABDC ta có:
Gọi O là giao điểm của AD và BC, ta có:
Vậy độ dài vectơ là
Giải toán lớp 10 trang 90 Tập 1 Chân trời sáng tạo
Vận dụng 1 trang 90 Toán lớp 10: Một máy bay có vận tốc chỉ theo hướng bắc, vận tốc gió là một vectơ theo hướng đông như hình 7. Tính độ dài vectơ tổng của hai vectơ nói trên.
Phương pháp giải:
Bước 1: Áp dụng quy tắc 3 điểm để tìm vectơ tổng
Bước 2: Tìm độ dài vectơ tổng vừa tìm được.
Lời giải:
Gọi vectơ chỉ vận tốc của máy bay là vectơ và vectơ chỉ vận tốc của gió là vectơ .
Ta có:
Áp dụng định lý Pitago ta có:
Vậy độ dài vectơ tổng của hai vectơ nói trên là km/h
Vận dụng 2 trang 90 Toán lớp 10: Hai người cùng kéo một con thuyền với hai lực có độ lớn lần lượt là 400 N, 600 N (hình 8). Cho biết góc giữa hai vectơ là . Tìm độ lớn của vectơ hợp lực là tổng của hai lực và
Phương pháp giải:
Bước 1: Dựng hình bình hành AOBC
Bước 2: Áp dụng quy tắc hình bình hành tìm tổng lực
Bước 3: Xác định độ lớn của vectơ tổng.
Lời giải:
Áp dụng quy tắc hình bình hành ta có: ;
; (hai góc bù nhau trong hình bình hành).
Áp dụng định lý cos ta có:
N
Vậy độ lớn của vectơ hợp lực gần bằng 871,78 N
2. Tính chất của phép cộng các vecto
HĐ Khám phá 2 trang 90 Toán lớp 10: Cho 3 vectơ được biểu diễn như hình 9. Hãy hoàn thành các phép cộng vectơ sau và so sánh kết quả tìm được:
a)
b)
Phương pháp giải:
Bước 1: Áp dụng quy tắc 3 điểm: ;
Bước 2: So sánh các vectơ vừa tìm được
Lời giải:
a) Áp dụng quy tắc ba điểm ta có:
;
b) Áp dụng quy tắc ba điểm ta có:
Giải toán lớp 10 trang 91 Tập 1 Chân trời sáng tạo
Thực hành 3 trang 91 Toán lớp 10: Cho hình vuông ABCD có cạnh bằng 1. Tính độ dài các vectơ sau:
a)
b)
Phương pháp giải:
Bước 1: Sử dụng tính chất giao hoán, kết hợp, cộng với vectơ tìm tổng các vectơ
Bước 2: Tính độ dài vectơ vừa tìm đc, độ dài vectơ là \(\left|
Lời giải:
a)
b)
3. Hiệu của hai vecto
HĐ Khám phá 3 trang 91 Toán lớp 10: Tìm hợp lực của hai lực đối nhau và (hình 11)
Lời giải:
Giải toán lớp 10 trang 92 Tập 1 Chân trời sáng tạo
Thực hành 4 trang 92 Toán lớp 10: Cho hình vuông ABCD có cạnh bằng 1 và một điểm O tùy ý. Tính độ dài của các vectơ sau:
a)
b) .
Phương pháp giải:
Bước 1: Thay thế vectơ bằng nhau rồi tìm tổng.
Bước 2: Tìm độ dài vectơ vừa tìm đc, độ dài vectơ là .
Lời giải:
Ta có:
a)
b)
Chú ý khi giải:
Khi có dấu trừ phía trước ta thường thay bằng vectơ đối của nó và ngược lại
4. Tính chất vecto của trung điểm đoạn thẳng và trọng tâm tam giác
HĐ Khám phá 4 trang 92 Toán lớp 10: a) Cho điểm M là trung điểm của đoạn thẳng AB. Ta đã biết Hoàn thành phép cộng vectơ sau:
b) Cho điểm G là trọng tâm của tam giác ABC có trung tuyến AI. Lấy D là điểm đối xứng với G qua I. Ta có BGCD là hình bình hành và G là trung điểm của đoạn thẳng AD. Với lưu ý rằng và , hoàn thành các phép cộng vectơ sau:
Phương pháp giải:
a) Thay thế các vectơ bằng nhau
b) Bước 1: Áp dụng quy tắc hình bình hành trên BGCD
Bước 2: Áp dụng tính chất trung điểm vừa tìm được ở câu a)
(với M là trung điểm của AB)
Lời giải:
a) (vì vectơ )
b) Xét hình bình hành BGCD ta có:
(vì )
Giải toán lớp 10 trang 93 Tập 1 Chân trời sáng tạo
Thực hành 5 trang 93 Toán lớp 10: Cho hình bình hành ABCD có tâm O. Tìm ba điểm M, N, P thỏa mãn:
a)
b)
c)
Phương pháp giải:
a) Sử dụng tính chất trọng tâm của tam giác (với G là trọng tâm của tam giác ABC)
b) Sử dụng tính chất trọng tâm của tam giác
c) Sử dụng tính chất trung điểm (với M là trung điểm của AB)
Lời giải:
a) Áp dụng tính chất trọng tâm ta có:
Suy ra M là trọng tâm của tam giác ADB
Vậy M nằm trên đoạn thẳng AO sao cho
b) Tiếp tục áp dụng tính chất trọng tâm
Suy ra N là trọng tâm của tam giác BCD
Vậy N nằm trên đoạn thẳng OD sao cho
c) Áp dụng tính chất trung điểm ta có:
Suy ra P là trung điểm của đoạn thẳng MN
Vậy điểm P trùng với điểm O
Bài tập
Bài 1 trang 93 Toán lớp 10: Cho hình bình hành ABCD có O là giao điểm của hai đường chéo và một điểm M tùy ý. Chứng minh rằng:
a) ;
b)
Phương pháp giải:
a) Thay vectơ
b) Bước 1: chèn điểm O:
Bước 2: Sử dụng tính chất trung điểm: (với M là trung điểm của đoạn thẳng AB)
Lời giải:
a) ABCD là hình bình hành nên
b)
(Vì )
Bài 2 trang 93 Toán lớp 10: Cho tứ giác ABCD, thực hiện các phép cộng và trừ vectơ sau:
a) ;
b) ;
c) .
Lời giải:
a)
b)
c)
Bài 3 trang 93 Toán lớp 10: Cho tam giác đều ABC cạnh bằng a. Tính độ dài của các vectơ:
a) ;
b) ;
c) .
Phương pháp giải:
a) Sử dụng quy tắc ba điểm
b)
Bước 1: Dựng hình bình hành ABDC, xác định giao điểm của 2 đường chéo là điểm O.
Bước 2: Xác định vectot tổng
Bước 3: Tính độ dài của vecto tìm được
c)
Bước 1: Thay thế vecto đối
Bước 2: Sử dụng quy tắc ba điểm tính vecto tổng
Bước 3: Tính độ dài
Lời giải:
a)
b) Dựng hình bình hành ABDC, giao điểm của hai đường chéo là O ta có:
c)
Bài 4 trang 93 Toán lớp 10: Cho hình bình hành ABCD có O là giao điểm của hai đường chéo. Chứng minh rằng:
a) ;
b) .
Phương pháp giải:
Vận dụng quy tắc hiệu:
Lời giải:
a)
Do ABCD là hình bình hành nên
Suy ra,
b)
Bài 5 trang 93 Toán lớp 10: Cho ba lực và cùng tác động vào một vật tại điểm M và vật đứng yên. Cho biết cường độ của đều là 10 N và . Tìm độ lớn của lực .
Lời giải:
Ba lực cùng tác dụng vào M và vật đứng yên nên hợp lực của chúng có giá trị bằng không, hay:
Dựng hình bình hành , khi đó:
là hai vecto đối nhau
Xét hình bình hành MADB, ta có:
AM=AB và
MADB là hình vuông, cạnh
Vậy độ lớn của lực là (N)
Bài 6 trang 93 Toán lớp 10: Khi máy bay nghiêng cánh một góc α, lực của không khí tác động vuông góc với cánh và bằng tổng của lực nâng và lực cản (Hình 16). Cho biết α = 30° và ||=a. Tính || và || theo a.
Lời giải:
Kí hiệu các điểm như hình dưới.
Khi đó các lực lần lượt là
Vậy
Bài 7 trang 93 Toán lớp 10: Cho hình vuông ABCD có cạnh bằng a và ba điểm G, H, K thỏa mãn . Tính độ dài các vectơ .
Lời giải:
Ta có
+) ,
Suy ra K là trung điểm AC
+) , suy ra H là trọng tâm của tam giác ADC
(1)
+) , suy ra G là trọng tâm của tam giác ABC
(2)
Mà (2)
Vậy .
Bài 8 trang 93 Toán lớp 10: Một con tàu có vectơ vận tốc chỉ theo hướng nam, vận tốc của dòng nước là một vectơ theo hướng đông như Hình 17. Tính độ dài vectơ tổng của hai vectơ mói trên.
Lời giải:
Gọi vecto vận tốc của tàu là , vecto vận tốc của dòng nước là vecto
Ta có vecto tổng là
Độ dài vecto tổng là(km/h)
Vậy độ dài vecto tổng là (km/h).
Xem thêm các bài giải SGK Toán 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:
Bài 1: Khái niệm vecto
Bài 3: Tích của một số với một vecto
Bài 4: Tích vô hướng của hai vecto
Bài tập cuối chương 5