Cho tam giác ABC. a) Xác định các điểm M, N, P thỏa mãn: vectơ MB = 1/2(vectơ BC); vectơ AN = 3(vectơ NB); vectơ CP = vectơ PA

Bài 7 trang 97 Toán lớp 10 Tập 1: Cho tam giác ABC.

a) Xác định các điểm M, N, P thỏa mãn: $\overrightarrow{MB}=\frac{1}{2}\overrightarrow{BC},\overrightarrow{AN}=3\overrightarrow{NB},\overrightarrow{CP}=\overrightarrow{PA}$.

b) Biểu thị mỗi vectơ $\overrightarrow{MN},\overrightarrow{MP}$ theo hai vectơ $\overrightarrow{BC},\overrightarrow{BA}$.

c) Chứng minh ba điểm M, N, P thẳng hàng.

Trả lời

a) Do $\overrightarrow{MB}=\frac{1}{2}\overrightarrow{BC}$ nên hai vectơ $\overrightarrow{MB}$ và $\overrightarrow{BC}$ cùng hướng.

Do đó M và C nằm ở hai phía so với điểm B sao cho MB = $\frac{1}{2}$BC.

Do $\overrightarrow{AN}=3\overrightarrow{NB}$ nên $\overrightarrow{AN}+\overrightarrow{NB}=4\overrightarrow{NB}$ hay $\overrightarrow{AB}=4\overrightarrow{NB}$.

Do đó A và N nằm cùng phía so với điểm B sao cho NB = $\frac{1}{4}$AB.

Do $\overrightarrow{CP}=\overrightarrow{PA}$ nên $\overrightarrow{CP}+\overrightarrow{PA}=2\overrightarrow{PA}$ hay $\overrightarrow{CA}=2\overrightarrow{PA}$.

Do đó P và C nằm cùng phía so với điểm A sao cho PA = $\frac{1}{2}$CA.

Ta có hình vẽ sau:

b) Ta có $\overrightarrow{MN}=\overrightarrow{BN}-\overrightarrow{BM}$.

Do $\overrightarrow{AN}=3\overrightarrow{NB}$ nên $\overrightarrow{NA}=3\overrightarrow{BN}\Rightarrow \overrightarrow{BN}+\overrightarrow{NA}=4\overrightarrow{BN}$ hay $\overrightarrow{BA}=4\overrightarrow{BN}$.

Do đó $\overrightarrow{BN}=\frac{1}{4}\overrightarrow{BA}$.

Do $\overrightarrow{MB}=\frac{1}{2}\overrightarrow{BC}$ nên $\overrightarrow{BM}=\frac{-1}{2}\overrightarrow{BC}$.

Do đó $\overrightarrow{MN}=\overrightarrow{BN}-\overrightarrow{BM}=\frac{1}{4}\overrightarrow{BA}+\frac{1}{2}\overrightarrow{BC}$.

Ta có $\overrightarrow{MP}=\overrightarrow{BP}-\overrightarrow{BM}$.

Do đó P và C nằm cùng phía so với điểm A và PA = $\frac{1}{2}$CA nên P là trung điểm của CA.

Do đó $\overrightarrow{BA}+\overrightarrow{BC}=2\overrightarrow{BP}\Rightarrow \overrightarrow{BP}=\frac{1}{2}\left(\overrightarrow{BA}+\overrightarrow{BC}\right)$.

Do đó $\overrightarrow{MP}=\overrightarrow{BP}-\overrightarrow{BM}=\frac{1}{2}\left(\overrightarrow{BA}+\overrightarrow{BC}\right)+\frac{1}{2}\overrightarrow{BC}=\frac{1}{2}\overrightarrow{BA}+\overrightarrow{BC}$.

Ta thấy $\overrightarrow{MN}=\frac{1}{4}\overrightarrow{BA}+\frac{1}{2}\overrightarrow{BC}$; $\overrightarrow{MP}=\frac{1}{2}\overrightarrow{BA}+\overrightarrow{BC}$ nên $\overrightarrow{MP}=2\overrightarrow{MN}$.

Do đó M, N, P thẳng hàng và N là trung điểm của MP.

Xem thêm lời giải bài tập SGK Toán lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 1: Khái niệm vectơ

Bài 2: Tổng và hiệu của hai vectơ

Bài 3: Tích của một số với một vectơ

Bài 4: Tích vô hướng của hai vectơ

Bài tập cuối chương 5

Bài 1: Số gần đúng và sai số