Giải bài tập Toán lớp 10 Bài tập cuối chương 5
Giải toán lớp 10 trang 102 Tập 1 Chân trời sáng tạo
Bài 1 trang 102 Toán lớp 10: Cho ba vectơ đều khác vectơ . Các khẳng định sau đúng hay sai?
a) Nếu hai vectơ cùng phương với thì và cùng phương.
b) Nếu hai vectơ cùng ngược hướng với thì và cùng hướng.
Phương pháp giải:
Nhận xét về giá và hướng của hai vectơ với vectơ để rút ra kết luận.
Lời giải:
a)
+) Vectơ cùng phương với vectơ nên giá của vectơ song song với giá của vectơ
+) Vectơ cùng phương với vectơ nên giá của vectơ song song với giá của vectơ
Suy ra giá của vectơ và vectơ song song với nhau nên và cùng phương
Vậy khẳng định trên đúng
b) Giả sử vectơ có hướng từ A sang B
+) Vectơ ngược hướng với vectơ nên giá của vectơ song song với giá của vectơ và có hướng từ B sang A
+) Vectơ ngược hướng với vectơ nên giá của vectơ song song với giá của vectơ và có hướng từ B sang A
Suy ra, hai vectơ và cùng hướng
Vậy khẳng định trên đúng
Bài 2 trang 102 Toán lớp 10: Cho hình chữ nhật ABCD có O là giao điểm của hai đường chéo và AB = a, BC = 3a.
a) Tính độ dài của các vectơ .
b) Tìm trong hình các cặp vectơ đối nhau và có độ dài bằng .
Phương pháp giải:
a) Bước 1: Tính độ dài AC, BD
Bước 2: Tính độ dài vectơ
b) Bước 1: Tìm các đoạn thẳng có độ dài là
Bước 2: Từ các đoạn thẳng trên xác định các vecto cùng phương (giá song song hoặc trùng nhau) nhưng ngược hướng.
Lời giải:
a) Ta có:
+)
+)
b) O là giao điểm của hai đường chéo nên ta có:
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 là:
và ; và ; và ; và
Bài 3 trang 102 Toán lớp 10: Cho hình thoi ABCD đi có cạnh bằng a và có góc A bằng . Tìm độ dài của các vectơ sau: .
Phương pháp giải:
Quy tắc ba điểm
Quy tắc hình bình hành (với ABCD là hình bình hành);
Quy tắc hiệu:
Áp dụng các quy tắc trên để xác định vecto rồi tính độ dài.
Lời giải:
+) ABCD là hình thoi nên cũng là hình bình hành
Áp dụng quy tắc hình bình hành ta có:
+)
+)
Bài 4 trang 102 Toán lớp 10: Cho hình bình hành ABCD. Hai điểm M và N lần lượt là trung điểm của BC và AD. Vẽ điểm E sao cho (Hình 1).
a) Tìm tổng của các vectơ và ; và ; và .
b) Tìm các vectơ hiệu: .
c) Chứng minh .
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: , quy tắc ba điểm và thay thế các vectơ bằng nhau
c) Thay thế các vectơ bằng nhau ; sử dụng quy tắc hình bình hành (với ABCD là hình bình hành)
Lời giải:
a) Ta có: và
Suy ra
+)
+) ABCD là hình bình hành nên
+) Ta có là hình bình hành nên
(vì AMED là hình bình hành)
b) Ta có:
+)
+)
+)
c) Ta có:
Áp dụng quy tắc hình bình hành vào hình bình hành ABCD ta có
Từ đó suy ra (đpcm)
Giải toán lớp 10 trang 103 Tập 1 Chân trời sáng tạo
Bài 5 trang 103 Toán lớp 10: Cho là hai vectơ khác vectơ . Trong trường hợp nào thì đẳng thức sau đúng?
a) ;
b) .
Phương pháp giải:
Sử dụng tính chất
Lời giải:
a)
Vậy cùng hướng.
b)
Vậy vuông góc với nhau.
Bài 6 trang 103 Toán lớp 10: Cho . So sánh độ dài, phương và hướng của hai vectơ và .
Lời giải:
suy ra hai vectơ và là hai vecto đối nhau nên chúng cùng phương, ngược hướng và có độ dài bằng nhau.
Bài 7 trang 103 Toán lớp 10: Cho bốn điểm A, B, C, D. Chứng minh rằng 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: 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 lớp 10: Cho tam giác ABC. Bên ngoài tam giác vẽ các hình bình hành ABIJ, BCPQ, CARS. Chứng minh rằng
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 và là hai vectơ đối nhau với ABCD là hình bình hành
Bước 3: Sử dụng tính chất của vectơ đối và là hai vectơ đối nhau thì
Lời giải:
(đpcm)
Bài 9 trang 103 Toán lớp 10: Một chiếc máy bay được biết là đang bay về phía bắc với tốc độ 45 m/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.
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 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
+) Vectơ tương ứng với vận tốc máy bay so với mặt đất là vectơ
+) Vectơ tương ứng với vận tốc gió là vectơ
Ta có :
Áp dụng định lý cosin ta có:
(m/s)
Vậy tốc độ của gió gần bằng 16 m/s
Bài 10 trang 103 Toán lớp 10: 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
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 (với ABCD là hình bình hành)
Bước 3: Sử dụng quy tắc ba điểm , tính chất trọng tâm của tam giác (với G là trọng tâm của tam giác ABC)
Lời giải:
Qua M kẻ các đường thẳng
Từ đó ta có:
Suy ra các tam giác đều
Áp dụng tính chất trung tuyến (với M là trung điểm của BC) ta có:
Ta có: các tứ giác là hình bình hành
Áp dụng quy tắc hình bình hành ta có
(đpcm)
Vậy
Bài 11 trang 103 Toán lớp 10: Một xe goòng được kéo bởi một lực có độ lớn là 50 N, di chuyển theo quãng đường từ A đến B có chiều dài 200 m. Cho biết góc giữa và là 30° và được phân tích thành 2 lực (Hình 3). Tính công sinh bởi các lực và .
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 (với là vectơ thể hiện độ dịch chuyển và quãng đường mà vật đi được)
Lời giải:
Ta xác định được các độ lớn:
(N)
Dựa vào hình vẽ ta có:
Áp dụng công thức tính công sinh ra bởi lực ta có:
Bài 12 trang 103 Toán lớp 10: 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 chảy với tốc độ 1,20 m/s về hướng bên phải. Gọi 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 .
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?
Phương pháp giải:
a) Sử dụng tính chất trong tam giác vuông (với c là cạnh huyền của tam giác vuông và a, b là cạnh góc vuông)
b) Chỉ ra kết quả độ dài vectơ đã tính được ở câu a)
c) Sử dụng tính chất trong tam giác vuông (với c là cạnh huyền của tam giác vuông và a, b là cạnh góc vuông)
Lời giải:
a) Ta có:
Dựa vào hình vẽ ta thấy và
Áp dụng tính chất trong tam giác vuông ta có:
b) Tốc độ dịch chuyển của thuyền so với bờ là 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
Ta có:
Vậy hướng di chuyển của thuyền lệch một góc so với bờ
Xem thêm các bài giải SGK Toán 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:
Bài 4: Tích vô hướng của hai vecto
Bài 1: Số gần đúng và sai số
Bài 2: Mô tả và biểu diễn dữ liệu trên các bảng và biểu đồ
Bài 3: Các số đặc trưng đo xu thế trung tâm của mẫu số liệu