GIẢI CHI TIẾT Giải SBT Bài CUỐI Chương 4 – SBT Toán 10 CÁNH DIỀU
===========
Giải bài 67 trang 106 SBT Toán 10 Cánh diều tập 1 – CD
Cho góc nhọn \(\alpha \). Biểu thức (sin\(\alpha \). cot\(\alpha \))2 + (cos\(\alpha \) . tan\(\alpha \))2 bằng:
A. 2
B. tan²\(\alpha \) + cot²\(\alpha \)
C. 1
D. sin\(\alpha \) + cos\(\alpha \)
Phương pháp giải
Sử dụng các công thức lượng giác cơ bản để biến đổi giả thiết
Lời giải chi tiết
Ta có: \(\tan \alpha = \frac{{\sin \alpha }}{{\cos \alpha }},\cot \alpha = \frac{{\cos \alpha }}{{\sin \alpha }}\)
\( \Rightarrow {\left( {\sin \alpha .\cot \alpha } \right)^2} + {\left( {\cos \alpha .\tan \alpha } \right)^2} = {\left( {\sin \alpha .\frac{{\cos \alpha }}{{\sin \alpha }}} \right)^2} + {\left( {\cos \alpha .\frac{{\sin \alpha }}{{\cos \alpha }}} \right)^2}\)\( = {\cos ^2}\alpha + {\sin ^2}\alpha = 1\)
Chọn C
GIẢI SBT Toán 10 Cánh Diều Bài tập cuối chương 4
Giải bài 68 trang 106 SBT Toán 10 Cánh diều tập 1 – CD
Cho các vectơ \(\overrightarrow a ,\overrightarrow b \ne \overrightarrow 0 \). Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. \(\overrightarrow a .\overrightarrow b = \left| {\overrightarrow a } \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|.\left| {\cos \left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right)} \right|\)
B. \(\left| {\overrightarrow a .\overrightarrow b } \right| = \left| {\overrightarrow a } \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|.\cos \left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right)\)
C. \(\overrightarrow a .\overrightarrow b = \left| {\overrightarrow a } \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|.\sin \left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right)\)
D. \(\overrightarrow a .\overrightarrow b = \left| {\overrightarrow a } \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|.\cos \left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right)\)
Phương pháp giải
Sử dụng định nghĩa tích vô hướng của hai vectơ
Lời giải chi tiết
Kí hiệu \(\left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right)\) là góc giữa hai vec tơ \(\overrightarrow a \) và \(\overrightarrow b \)
Ta có: \(\overrightarrow a .\overrightarrow b = \left| {\overrightarrow a } \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|.\cos \left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right)\)
Chọn D
GIẢI SBT Toán 10 Cánh Diều Bài tập cuối chương 4
Giải bài 69 trang 106 SBT Toán 10 Cánh diều tập 1 – CD
Cho tứ giác ABCD. Biểu thức \(\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {CD} + \overrightarrow {BC} .\overrightarrow {CD} + \overrightarrow {CA} .\overrightarrow {CD} \) bằng:
A. CD²
B. 0
C. \(\overrightarrow 0 \)
D. 1
Phương pháp giải
Bước 1: Đặt \(\overrightarrow {CD} \) là nhân tử chung
Bước 2: Sử dụng các quy tắc vectơ và định nghĩa tích vô hướng của hai vectơ để biến đổi giả thiết
Lời giải chi tiết
Ta có: \(\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {CD} + \overrightarrow {BC} .\overrightarrow {CD} + \overrightarrow {CA} .\overrightarrow {CD} = \overrightarrow {CD} \left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {BC} + \overrightarrow {CA} } \right) = \overrightarrow {CD} .\overrightarrow 0 = 0\)
Chọn B
GIẢI SBT Toán 10 Cánh Diều Bài tập cuối chương 4
Giải bài 70 trang 106 SBT Toán 10 Cánh diều tập 1 – CD
Cho góc nhọn \(\alpha \). Biểu thức tan\(\alpha \). tan(90° – \(\alpha \)) bằng:
A. tan\(\alpha \) + cot\(\alpha \)
B. tan²\(\alpha \)
C. 1
D. tan²\(\alpha \) + cot²\(\alpha \)
Phương pháp giải
Sử dụng định lí giá trị lượng giác của hai góc phụ nhau và các công thức lượng giác cơ bản để biến đổi giả thiết
Lời giải chi tiết
Do \(\alpha \) và \({90^0} – \alpha \) là hai góc phụ nhau nên \(\tan ({90^0} – \alpha ) = \cot \alpha \)
\( \Rightarrow \tan \alpha .\tan ({90^0} – \alpha ) = \tan \alpha .\cot \alpha = 1\)
Chọn C
GIẢI SBT Toán 10 Cánh Diều Bài tập cuối chương 4
Giải bài 71 trang 106 SBT Toán 10 Cánh diều tập 1 – CD
Cho \(\alpha \) thoả mãn \(\sin \alpha = \frac{3}{5}\). Tính cos\(\alpha \), tan\(\alpha \), cot\(\alpha \), sin(90° – \(\alpha \)), cos(90° – \(\alpha \)), sin(180° – \(\alpha \)),
cos(180° – \(\alpha \)) trong các trường hợp sau:
a) 0° < \(\alpha \) < 90°
b) 90° < \(\alpha \) < 180°
Phương pháp giải
Bước 1: Xét dấu các giá trị lượng giác của góc \(\alpha \) trong từng trường hợp
Bước 2: Sử dụng các công thức lượng giác cơ bản và giá trị lượng giác của các góc phụ nhau, bù nhau để tính các giá trị tương ứng
Lời giải chi tiết
a) Theo giả thiết, 0° < \(\alpha \) < 90° \( \Rightarrow \cos \alpha > 0,\tan \alpha > 0,\cot \alpha > 0\)
+ Ta có: \({\sin ^2}\alpha + {\cos ^2}\alpha = 1 \Rightarrow {\cos ^2}\alpha = 1 – {\sin ^2}\alpha = 1 – {\left( {\frac{3}{5}} \right)^2} = \frac{{16}}{{25}}\) \( \Rightarrow \cos \alpha = \frac{4}{5}\)
+ \(\tan \alpha = \frac{{\sin \alpha }}{{\cos \alpha }} = \frac{3}{4};\cot \alpha = \frac{{\cos \alpha }}{{\sin \alpha }} = \frac{4}{3}\)
+ \(\sin ({90^0} – \alpha ) = \cos \alpha = \frac{4}{5};\cos ({90^0} – \alpha ) = \sin \alpha = \frac{3}{5}\)
+ \(\sin \left( {{{180}^0} – \alpha } \right) = \sin \alpha = \frac{3}{5};\cos \left( {{{180}^0} – \alpha } \right) = – \cos \alpha = – \frac{4}{5}\)
b) Theo giả thiết, 90° < \(\alpha \) < 180° \( \Rightarrow \cos \alpha < 0,\tan \alpha < 0,\cot \alpha < 0\)
+ Ta có: \({\sin ^2}\alpha + {\cos ^2}\alpha = 1 \Rightarrow {\cos ^2}\alpha = 1 – {\sin ^2}\alpha = 1 – {\left( {\frac{3}{5}} \right)^2} = \frac{{16}}{{25}}\) \( \Rightarrow \cos \alpha = – \frac{4}{5}\)
+ \(\tan \alpha = \frac{{\sin \alpha }}{{\cos \alpha }} = – \frac{3}{4};\cot \alpha = \frac{{\cos \alpha }}{{\sin \alpha }} = – \frac{4}{3}\)
+ \(\sin ({90^0} – \alpha ) = \cos \alpha = – \frac{4}{5};\cos ({90^0} – \alpha ) = \sin \alpha = \frac{3}{5}\)
+ \(\sin \left( {{{180}^0} – \alpha } \right) = \sin \alpha = \frac{3}{5};\cos \left( {{{180}^0} – \alpha } \right) = – \cos \alpha = \frac{4}{5}\)
GIẢI SBT Toán 10 Cánh Diều Bài tập cuối chương 4
Giải bài 72 trang 107 SBT Toán 10 Cánh diều tập 1 – CD
Cho tam giác ABC có AB = 4, AC = 6, \(\widehat {BAC}\) = 60°. Tính (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị):
a) Độ dài cạnh BC và độ lớn góc B
b) Bán kính đường tròn ngoại tiếp R
c) Diện tích của tam giác ABC
d) Độ dài đường cao xuất phát tử A
e) \(\overrightarrow {AB.} \overrightarrow {AC} ,\overrightarrow {AM} .\overrightarrow {AC} \) với M là trung điểm của BC
Phương pháp giải
Bước 1: Sử dụng định lí cosin để tính độ dài BC và góc B của ∆ABC
Bước 2: Sử dụng định lí sin để tính bán kính đường tròn ngoại tiếp R của ∆ABC
Bước 3: Sử dụng công thức \(S = \frac{1}{2}AB.AC.\sin A\) để tính diện tích của tam giác ABC
Bước 4: Sử dụng giá trị lượng giác của góc nhọn để tính độ dài đường cao AH
Bước 5: Sử dụng định nghĩa tích vô hướng của hai vectơ và tính chất trung điểm của đoạn thẳng để tính \(\overrightarrow {AB.} \overrightarrow {AC} ,\overrightarrow {AM} .\overrightarrow {AC} \)
Lời giải chi tiết
a) Áp dụng định lí cosin cho ∆ABC ta có:
+ \(B{C^2} = A{B^2} + A{C^2} – 2.AB.AC.\cos A\)\( = {4^2} + {6^2} – 2.4.6.\cos {60^0} = 28\) \( \Rightarrow BC = 2\sqrt 7 \)
+ \(\cos B = \frac{{A{B^2} + B{C^2} – A{C^2}}}{{2.AB.BC}} \Rightarrow \widehat B \approx {79^0}\)
b) Áp dụng định lí sin cho ∆ABC ta có: \(\frac{{BC}}{{\sin A}} = 2R \Rightarrow R = \frac{{BC}}{{2\sin A}} = \frac{5}{{2.\sin {{60}^0}}} \approx 3\)
c) Diện tích tam giác ABC là: \({S_{ABC}} = \frac{1}{2}AB.AC.\sin A = \frac{1}{2}.4.6.\sin {60^0} \approx 10\)
d) Gọi AH là một đường cao của tam giác ABC
Ta có: \({S_{ABC}} = \frac{1}{2}AH.BC \Rightarrow AH = \frac{{2{S_{ABC}}}}{{BC}} \approx 4\)
e) Ta có:
+\(\overrightarrow {AB.} \overrightarrow {AC} = AB.AC.\cos \widehat {BAC} = 4.6.\cos {60^0} = 12\)
+ Do M là trung điểm BC nên \(\overrightarrow {AM} = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} } \right)\)
\(\overrightarrow {AM} .\overrightarrow {AC} = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} } \right).\overrightarrow {AC} = \frac{1}{2}\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} + \frac{1}{2}{\overrightarrow {AC} ^2} = \frac{1}{2}.12 + \frac{1}{2}{.6^2} = 24\)
GIẢI SBT Toán 10 Cánh Diều Bài tập cuối chương 4
Giải bài 73 trang 107 SBT Toán 10 Cánh diều tập 1 – CD
Cho tam giác ABC. Chứng minh rằng \(\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} = \frac{1}{2}\left( {A{B^2} + A{C^2} – B{C^2}} \right)\) (*)
Phương pháp giải
Sử dụng tính chất \({\left| {\overrightarrow a } \right|^2} = {\overrightarrow a ^2}\); các phép toán vectơ và các hằng đẳng thức để biến đổi vế phải của đẳng thức (*)
Lời giải chi tiết
Xét \(A{B^2} + A{C^2} – B{C^2} = \left( {{{\overrightarrow {AB} }^2} + {{\overrightarrow {AC} }^2} – {{\overrightarrow {BC} }^2}} \right) = \left[ {{{\left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} } \right)}^2} – 2\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} – {{\overrightarrow {BC} }^2}} \right]\)
\( = \left[ {\left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} – \overrightarrow {BC} } \right)\left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} + \overrightarrow {BC} } \right) – 2\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} } \right]\) \( = \left[ {\left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {CB} – \overrightarrow {CA} } \right)\left( {\overrightarrow {AC} + \overrightarrow {AC} } \right) – 2\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} } \right]\)
\( = \left( {2\overrightarrow {AB} .2\overrightarrow {AC} – 2\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} } \right) = 2\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} \)
Vậy \(\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} = \frac{1}{2}\left( {A{B^2} + A{C^2} – B{C^2}} \right)\) (ĐPCM)
GIẢI SBT Toán 10 Cánh Diều Bài tập cuối chương 4
Giải bài 74 trang 107 SBT Toán 10 Cánh diều tập 1 – CD
Cho tam giác ABC có AB = 5, BC = 6, CA = 7. Tính:
a) sin\(\widehat {ABC}\)
b) Diện tích tam giác ABC
c) Độ dài trung tuyến AM
Phương pháp giải
Bước 1: Sử dụng định lí cos để tính cos\(\widehat {ABC}\)
Bước 2: Sử dụng công thức lượng giác cơ bản để tính sin\(\widehat {ABC}\)
Bước 3: Sử dụng công thức \(S = \frac{1}{2}AB.BC.\sin B\) để tính diện tích tam giác ABC
Bước 4: Sử dụng công thức \(m_A^2 = \frac{{A{B^2} + A{C^2}}}{2} – \frac{{B{C^2}}}{4}\)để tính độ dài trung tuyến AM
Lời giải chi tiết
a) Ta có: \(\cos \widehat {ABC} = \frac{{A{B^2} + B{C^2} – A{C^2}}}{{2AB.BC}} = \frac{1}{5}\)
Mặt khác, \({\sin ^2}\widehat {ABC} + {\cos ^2}\widehat {ABC} = 1 \Rightarrow {\sin ^2}\widehat {ABC} = \frac{{24}}{{25}}\) \( \Rightarrow \sin \widehat {ABC} = \frac{{2\sqrt 6 }}{5}\) (Do \({0^0} < \widehat {ABC} < {180^0}\))
b) Diện tích ∆ABC là: \(S = \frac{1}{2}AB.BC.\sin \widehat {ABC} = \frac{1}{2}.5.6.\frac{{2\sqrt 6 }}{5} = 6\sqrt 6 \)
c) Gọi AM là một đường trung tuyến của ∆ABC, ta có:
\(A{M^2} = \frac{{A{B^2} + A{C^2}}}{2} – \frac{{B{C^2}}}{4} = 28\) \( \Rightarrow AM = 2\sqrt 7 \)
GIẢI SBT Toán 10 Cánh Diều Bài tập cuối chương 4
Giải bài 75 trang 107 SBT Toán 10 Cánh diều tập 1 – CD
Cho ba điểm phân biệt I, A, B và số thực k ≠ 1 thoả mãn \(\overrightarrow {IA} = k\overrightarrow {IB} \). Chứng minh rằng với O là điểm bất kì ta có: \(\overrightarrow {OI} = \left( {\frac{1}{{1 – k}}} \right)\overrightarrow {OA} – \left( {\frac{k}{{1 – k}}} \right)\overrightarrow {OB} \) (*)
Phương pháp giải
Tách các vectơ \(\overrightarrow {OA} ,\overrightarrow {OB} \) sao cho xuất hiện vectơ \(\overrightarrow {OI} \) và kết hợp giả thiết để biến đổi vế phải (*)
Lời giải chi tiết
Theo giả thiết, \(\overrightarrow {IA} = k\overrightarrow {IB} \)
Xét vế phải (*) ta có:
VT = \(\left( {\frac{1}{{1 – k}}} \right)\overrightarrow {OA} – \left( {\frac{k}{{1 – k}}} \right)\overrightarrow {OB} = \left( {\frac{1}{{1 – k}}} \right)\left( {\overrightarrow {OI} + \overrightarrow {IA} } \right) – \left( {\frac{k}{{1 – k}}} \right)\left( {\overrightarrow {OI} + \overrightarrow {IB} } \right)\)
\( = \left( {\frac{1}{{1 – k}}} \right)\overrightarrow {OI} + \left( {\frac{1}{{1 – k}}} \right)\overrightarrow {IA} – \left( {\frac{k}{{1 – k}}} \right)\overrightarrow {OI} – \left( {\frac{k}{{1 – k}}} \right)\overrightarrow {IB} \) \( = \left( {\frac{1}{{1 – k}} – \frac{k}{{1 – k}}} \right)\overrightarrow {OI} + \left( {\frac{1}{{1 – k}}} \right).k\overrightarrow {IB} – \left( {\frac{k}{{1 – k}}} \right)\overrightarrow {IB} \)
\( = \overrightarrow {OI} + \left( {\frac{1}{{1 – k}}} \right).k\overrightarrow {IB} – \left( {\frac{k}{{1 – k}}} \right)\overrightarrow {IB} = \overrightarrow {OI} + \left( {\frac{k}{{1 – k}} – \frac{k}{{1 – k}}} \right)\overrightarrow {IB} \) \( = \overrightarrow {OI} \) (ĐPCM)
GIẢI SBT Toán 10 Cánh Diều Bài tập cuối chương 4
Giải bài 76 trang 107 SBT Toán 10 Cánh diều tập 1 – CD
Cho tam giác ABC có AB = 4, AC = 5, \(\widehat {BAC}\) = 120°. Điểm M là trung điểm của đoạn thẳng BC, điểm D thoả mãn \(\overrightarrow {AD} = \frac{2}{5}\overrightarrow {AC} \). Tính tích vô hướng \(\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} \) và chứng minh \(AM \bot BD\)
Phương pháp giải
Bước 1: Sử dụng định nghĩa tích vô hướng của hai vectơ để tính \(\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} \)
Bước 2: Sử dụng tích chất trung điểm của đoạn thẳng và tách các vectơ rồi sử dụng định nghĩa tích vô hướng của hai vectơ để biến đổi tích vô hướng \(\overrightarrow {AM} .\overrightarrow {BD} \)
Bước 3: Chứng minh \(\overrightarrow {AM} .\overrightarrow {BD} = 0\)rồi kết luận
Lời giải chi tiết
a) Ta có: \(\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} = AB.AC.\cos \widehat {BAC} = 4.5.\cos {120^0} = – 10\)
b) Do M là trung điểm BC nên \(\overrightarrow {AM} = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} } \right)\); \(AD = \frac{2}{5}AC = 2\)
Xét \(\overrightarrow {AM} .\overrightarrow {BD} = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} } \right)\left( {\overrightarrow {AD} – \overrightarrow {AB} } \right)\)\( = \frac{1}{2}\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AD} – \frac{1}{2}{\overrightarrow {AB} ^2} + \frac{1}{2}\overrightarrow {AC} .\overrightarrow {AD} – \frac{1}{2}\overrightarrow {AC} .\overrightarrow {AB} \)
\( = \frac{1}{2}AB.AD.\cos \widehat {BAD} – \frac{1}{2}A{B^2} + \frac{1}{2}.\frac{2}{5}A{C^2} – \frac{1}{2}\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} \)
\( = \frac{1}{2}.4.2.\cos {120^0} – \frac{1}{2}{.4^2} + \frac{1}{5}{.5^2} – \frac{1}{2}.( – 10) = 0\)
\( \Rightarrow \overrightarrow {AM} .\overrightarrow {BD} = 0 \Rightarrow AM \bot BD\)
GIẢI SBT Toán 10 Cánh Diều Bài tập cuối chương 4
Giải bài 77 trang 107 SBT Toán 10 Cánh diều tập 1 – CD
Một người quan sát đứng ở bờ sông muốn đo độ rộng của khúc sông chỗ chảy qua vị trí đang đứng (khúc sông tương đối thẳng, có thể xem hai bờ song song với nhau).
Từ vị trí đang đứng A, người đó đo được góc nghiêng \(\alpha \) = 35° so với bờ sông tới một vị trí C quan sát được ở phía bờ bên kia. Sau đó di chuyển dọc bờ sông đến vị trí B cách A một khoảng d = 50 m và tiếp tục đo được góc nghiêng \(\beta \)=65° so với bờ sông tới vị trí C đã chọn (Hình 53). Hỏi độ rộng của con sông chỗ chảy qua vị trí người quan sát đang đứng là bao nhiêu mét (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm)?
Phương pháp giải
Độ rộng khúc sông là chiều cao kẻ từ đỉnh C của ∆ABC
Bước 1: Tính góc \(\widehat {ABC},\widehat {ACB}\)
Bước 2: Sử dụng định lí sin để tính độ dài BC của ∆ABC
Bước 3: Tính diện tích tam giác ABC theo công thức \(S = \frac{1}{2}BC.AB.\sin \widehat {ABC}\)
Bước 4: Tính chiều cao hC của tam giác ABC theo công thức \(S = \frac{1}{2}AB.{h_C}\) rồi kết luận
Lời giải chi tiết
Ta có: \(\widehat {ABC} = {180^0} – {65^0} = {115^0} \Rightarrow \widehat {ACB} = {180^0} – \left( {\widehat {CAB} + \widehat {ABC}} \right) = {30^0}\)
Áp dụng định lí sin cho ∆ABC ta có: \(\frac{{BC}}{{\sin A}} = \frac{{AB}}{{\sin C}} \Rightarrow BC = \frac{{AB.\sin A}}{{\sin C}} = \frac{{50.\sin {{35}^0}}}{{\sin {{30}^0}}} \approx 57,36\) (m)
Diện tích tam giác ABC là: \(S = \frac{1}{2}BC.AB.\sin \widehat {ABC} = \frac{1}{2}.57,36.50.\sin {115^0} \approx 1299,65\) (m2)
Gọi hc là chiều cao kẻ từ đỉnh C của ∆ABC
Ta có: \(S = \frac{1}{2}AB.{h_C} \Rightarrow {h_C} = \frac{{2S}}{{AB}} \approx 51,99\) (m)
Vậy chiều rộng khúc sông là 51,99 m
GIẢI SBT Toán 10 Cánh Diều Bài tập cuối chương 4
Giải bài 78 trang 107 SBT Toán 10 Cánh diều tập 1 – CD
Cho hai vectơ \(\overrightarrow a ,\overrightarrow b \) và \(\left| {\overrightarrow a } \right| = 4,\left| {\overrightarrow b } \right| = 5,\left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right) = {135^0}\). Tính \(\left( {\overrightarrow a + 2\overrightarrow b } \right).\left( {2\overrightarrow a – \overrightarrow b } \right)\)
Phương pháp giải
Rút gọn biểu thức \(\left( {\overrightarrow a + 2\overrightarrow b } \right).\left( {2\overrightarrow a – \overrightarrow b } \right)\) rồi sử dụng định nghĩa tích vô hướng của hai vectơ
Lời giải chi tiết
Ta có: \(\left( {\overrightarrow a + 2\overrightarrow b } \right).\left( {2\overrightarrow a – \overrightarrow b } \right) = 2{\overrightarrow a ^2} – \overrightarrow a .\overrightarrow b + 4\overrightarrow a .\overrightarrow b – 2{\overrightarrow b ^2} = 2{\left| {\overrightarrow a } \right|^2} + 3\overrightarrow a .\overrightarrow b – 2{\left| {\overrightarrow b } \right|^2}\)
Xét \(\overrightarrow a .\overrightarrow b = \left| {\overrightarrow a } \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|.\cos \left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right) = 4.5.\cos {135^0} = – 10\sqrt 2 \)
\( \Rightarrow \left( {\overrightarrow a + 2\overrightarrow b } \right).\left( {2\overrightarrow a – \overrightarrow b } \right) = {2.4^2} + 3.\left( { – 10\sqrt 2 } \right) – {2.5^2} = – 18 – 30\sqrt 2 \)
GIẢI SBT Toán 10 Cánh Diều Bài tập cuối chương 4
Giải bài 79 trang 108 SBT Toán 10 Cánh diều tập 1 – CD
a) Chứng minh đẳng thức \({\left| {\overrightarrow a + \overrightarrow b } \right|^2} = {\left| {\overrightarrow a } \right|^2} + {\left| {\overrightarrow b } \right|^2} + 2\overrightarrow a .\overrightarrow b \) với \(\overrightarrow a ,\overrightarrow b \) là hai vectơ bất kì
b) Cho \(\left| {\overrightarrow a } \right| = 2,\left| {\overrightarrow b } \right| = 3,\left| {\overrightarrow a + \overrightarrow b } \right| = \sqrt 7 \). Tinh \(\overrightarrow a .\overrightarrow b \) và \(\left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right)\)
Phương pháp giải
Bước 1: Dựng hình bình hành ABCD sao cho \(\overrightarrow {AB} = \overrightarrow a ,\overrightarrow {AD} = \overrightarrow b \)
Bước 2: Sử dụng các quy tắc vectơ và hệ thức lượng trong tam giác để chứng minh đẳng thức
\({\left| {\overrightarrow a + \overrightarrow b } \right|^2} = {\left| {\overrightarrow a } \right|^2} + {\left| {\overrightarrow b } \right|^2} + 2\overrightarrow a .\overrightarrow b \)
Bước 3: Áp dụng đẳng thức \({\left| {\overrightarrow a + \overrightarrow b } \right|^2} = {\left| {\overrightarrow a } \right|^2} + {\left| {\overrightarrow b } \right|^2} + 2\overrightarrow a .\overrightarrow b \) để tính \(\overrightarrow a .\overrightarrow b \) và \(\left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right)\)
Lời giải chi tiết
a) Xét hình bình hành ABCD thỏa mãn \(\overrightarrow {AB} = \overrightarrow a ,\overrightarrow {AD} = \overrightarrow b \)
Theo quy tắc hình bình hành ta có:
\(\overrightarrow a + \overrightarrow b = \overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AD} = \overrightarrow {AC} \Rightarrow \left| {\overrightarrow a + \overrightarrow b } \right| = AC\)
Mà \(A{C^2} = A{B^2} + B{C^2} – 2AB.AC.\cos B = A{B^2} + A{D^2} – 2AB.AD.\cos B\)
Mặt khác, \(\widehat {BAD} + \widehat B = {180^0} \Rightarrow \cos \widehat B = – \cos \widehat {BAD}\)
\( \Rightarrow A{C^2} = A{B^2} + A{D^2} + 2AB.AD.\cos \widehat {BAD} = {\left| {\overrightarrow {AB} } \right|^2} + {\left| {\overrightarrow {AD} } \right|^2} + 2AB.AD.\cos \left( {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AD} } \right) = {\left| {\overrightarrow {AB} } \right|^2} + {\left| {\overrightarrow {AD} } \right|^2} + 2\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AD} \)
\( \Rightarrow {\left| {\overrightarrow a + \overrightarrow b } \right|^2} = {\left| {\overrightarrow a } \right|^2} + {\left| {\overrightarrow b } \right|^2} + 2\overrightarrow a .\overrightarrow b \) (ĐPCM)
b) Theo a) \({\left| {\overrightarrow a + \overrightarrow b } \right|^2} = {\left| {\overrightarrow a } \right|^2} + {\left| {\overrightarrow b } \right|^2} + 2\overrightarrow a .\overrightarrow b \)
\( \Rightarrow \overrightarrow a .\overrightarrow b = \frac{{{{\left| {\overrightarrow a + \overrightarrow b } \right|}^2} – {{\left| {\overrightarrow a } \right|}^2} – {{\left| {\overrightarrow b } \right|}^2}}}{2} = \frac{{{{\sqrt 7 }^2} – {2^2} – {3^2}}}{2} = – 3\)
Ta có: \(\overrightarrow a .\overrightarrow b = – 3 \Leftrightarrow \left| {\overrightarrow a } \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|.\cos \left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right) = – 3 \Leftrightarrow \cos \left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right) = \frac{{ – 3}}{{\left| {\overrightarrow a } \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|}} = – \frac{1}{2}\) \( \Rightarrow \left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right) = {120^0}\)
GIẢI SBT Toán 10 Cánh Diều Bài tập cuối chương 4
Giải bài 80 trang 108 SBT Toán 10 Cánh diều tập 1 – CD
Cho tam giác ABC có ba trung tuyến AD, BE, CF. Chứng minh rằng: \(\overrightarrow {AD} .\overrightarrow {BC} + \overrightarrow {BE} .\overrightarrow {CA} + \overrightarrow {CF} .\overrightarrow {AB} = 0\)(*)
Phương pháp giải
Sử dụng tính chất trung điểm của đoạn thẳng để biến đổi vế trái đẳng thức (*)
Lời giải chi tiết
+ Do D là trung điểm BC nên \(\overrightarrow {AD} = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} } \right)\)
+ Do E là trung điểm AC nên \(\overrightarrow {BE} = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {BA} + \overrightarrow {BC} } \right)\)
+ Do F là trung điểm AB nên \(\overrightarrow {CF} = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {CA} + \overrightarrow {CB} } \right)\)
Ta có: \(\overrightarrow {AD} .\overrightarrow {BC} + \overrightarrow {BE} .\overrightarrow {CA} + \overrightarrow {CF} .\overrightarrow {AB} \)\( = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} } \right).\overrightarrow {BC} + \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {BA} + \overrightarrow {BC} } \right).\overrightarrow {CA} + \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {CA} + \overrightarrow {CB} } \right).\overrightarrow {AB} \)
\( = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {BC} + \overrightarrow {AC} .\overrightarrow {BC} + \overrightarrow {BA} .\overrightarrow {CA} + \overrightarrow {BC} .\overrightarrow {CA} + \overrightarrow {CA} .\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {CB} .\overrightarrow {AB} } \right)\)
\( = \frac{1}{2}\left( { – \overrightarrow {BA} .\overrightarrow {BC} + \overrightarrow {CA} .\overrightarrow {CB} + \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} – \overrightarrow {CB} .\overrightarrow {CA} – \overrightarrow {AC} .\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {BC} .\overrightarrow {BA} } \right)\)\( = \frac{1}{2}.0 = 0\) (ĐPCM)
GIẢI SBT Toán 10 Cánh Diều Bài tập cuối chương 4
Giải bài 81 trang 108 SBT Toán 10 Cánh diều tập 1 – CD
Cho tử giác ABCD. M là điểm thay đổi trong mặt phẳng thoả mãn \(\left( {\overrightarrow {MA} + \overrightarrow {MB} } \right).\left( {\overrightarrow {MC} + \overrightarrow {MD} } \right) = 0\). Chứng minh rằng điểm M luôn nằm trên một đường tròn cố định.
Phương pháp giải
Sử dụng tính chất trung điểm của đoạn thẳng để tìm tập hợp các điểm M
Lời giải chi tiết
Theo giả thiết, \(\left( {\overrightarrow {MA} + \overrightarrow {MB} } \right).\left( {\overrightarrow {MC} + \overrightarrow {MD} } \right) = 0\)\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\overrightarrow {MA} + \overrightarrow {MB} = 0\\\overrightarrow {MC} + \overrightarrow {MD} = 0\end{array} \right.\)
Gọi P, Q lần lượt là trung điểm của AB và CD \( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow {MA} + \overrightarrow {MB} = 2\overrightarrow {MP} \\\overrightarrow {MC} + \overrightarrow {MD} = 2\overrightarrow {MQ} \end{array} \right.\)
\( \Rightarrow \left( {\overrightarrow {MA} + \overrightarrow {MB} } \right).\left( {\overrightarrow {MC} + \overrightarrow {MD} } \right) = 0 \Leftrightarrow 2\overrightarrow {MP} .2\overrightarrow {MQ} = 0 \Leftrightarrow \overrightarrow {MP} .\overrightarrow {MQ} = 0\)
+ Nếu M không trùng với P hoặc Q thì \(\overrightarrow {MP} .\overrightarrow {MQ} = 0 \Leftrightarrow MP \bot MQ\)
\( \Rightarrow \) Tập hợp các điểm M là đường tròn đường kính PQ
+ Nếu M trùng với P hoặc Q thì hiển nhiên M thuộc đường tròn đường kính PQ
Vậy M luôn thuộc đường tròn đường kính PQ cố định
GIẢI SBT Toán 10 Cánh Diều Bài tập cuối chương 4
Giải bài 82 trang 108 SBT Toán 10 Cánh diều tập 1 – CD
Cho tam giác ABC và đường thẳng d không có điểm chung với bất kì cạnh nào của tam giác. M là điểm thay đổi trên đường thẳng d. Xác định vị trí của M sao cho biểu thức \(\left| {\overrightarrow {MA} + \overrightarrow {MB} + \overrightarrow {MC} } \right|\) đạt giá trị nhỏ nhất.
Phương pháp giải
Bước 1: Tìm điểm P sao cho \(\overrightarrow {PA} + \overrightarrow {PB} + \overrightarrow {PC} = \overrightarrow 0 \)
Bước 2: Tách vectơ sao cho xuất hiện \(\overrightarrow {MP} \)
Bước 3: Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức rút gọn ở bước 2 và kết luận
Lời giải chi tiết
Gọi G là trọng tâm tam giác ABC. Khi đó \(\overrightarrow {GA} + \overrightarrow {GB} + \overrightarrow {GC} = \overrightarrow 0 \)
Ta có: \(\left| {\overrightarrow {MA} + \overrightarrow {MB} + \overrightarrow {MC} } \right| = \left| {\overrightarrow {MG} + \overrightarrow {GA} + \overrightarrow {MG} + \overrightarrow {GB} + \overrightarrow {MG} + \overrightarrow {GC} } \right|\)
\( = \left| {3\overrightarrow {MG} + \left( {\overrightarrow {GA} + \overrightarrow {GB} + \overrightarrow {GC} } \right)} \right| = 3\left| {\overrightarrow {MG} } \right|\)\( \ge 3HG\) (với H là hình chiếu của G trên d)
Vậy với M là hình chiếu của G trên đường thẳng d thì biểu thức \(\left| {\overrightarrow {MA} + \overrightarrow {MB} + \overrightarrow {MC} } \right|\) đạt giá trị nhỏ nhất
GIẢI SBT Toán 10 Cánh Diều Bài tập cuối chương 4
=======
THUỘC: Giải sách bài tập toán 10 – Cánh diều
Trả lời