Giải Toán 10 Bài 10: Vectơ trong mặt phẳng tọa độ
Mở đầu
Lời giải
Sau bài học này ta có thể trả lời câu hỏi trên như sau:
Gọi M(x; y) là vị trí của tâm bão tại thời điểm bất kì t giờ trong khoảng thời gian 12 giờ.
Do bão di chuyển thẳng đều từ A(13,8; 108,3) tới vị trí có tọa độ B(14,1; 106,3) nên điểm M thuộc đoạn thẳng AB.
Theo dự báo, tại thời điểm t giờ thì tâm bão đã đi được một khoảng AM là:
Hay
Vectơ cùng hướng với vectơ và nên
Ta có: A(13,8; 108,3); B(14,1; 106,3); M(x; y)
Suy ra
Ta có:
Vậy ở thời điểm t giờ tâm bão là điểm M ở vị trí
1. Tọa độ của Vecto
Giải Toán 10 trang 60 Tập 1
Lời giải
Trên hình vẽ ta thấy:
+) Vectơ cùng hướng với vectơ và OM = 4 = 4.1 = 4OA
Nên .
+) Vectơ ngược hướng với vectơ và ON = OA
Nên .
Vậy và .
Giải Toán 10 trang 61 Tập 1
HĐ 2 trang 61 Toán 10 Tập 1: Trong Hình 4.33:
a) Hãy biểu thị mỗi vectơ theo các vectơ .
b) Hãy biểu thị vectơ theo các vectơ từ đó biểu thị vectơ theo các vectơ .
Lời giải
Giả sử các điểm A, B, C, D được biểu diễn như hình vẽ trên.
Khi đó
a) OAMB là hình bình hành suy ra (quy tắc hình bình hành)
Do đó
OCND là hình bình hành suy ra (quy tắc hình bình hành)
Do đó
b) Ta có: (quy tắc ba điểm)
Vậy
Luyện tập 1 trang 61 Toán 10 Tập 1: Tìm tọa độ của .
Lời giải
Ta có: .
Vậy vectơ có toạ độ là (0; 0).
2. Biểu thức tọa độ của các phép toán vecto
HĐ 3 trang 61 Toán 10 Tập 1: Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho
a) Hãy biểu thị mỗi vectơ theo các vectơ
b) Tìm tọa độ của các vectơ
c) Tìm mối liên hệ giữa hai vectơ
Lời giải
a) Ta có:
b) Ta có:
Vậy toạ độ của vectơ là (6; ‒2) và toạ độ của vectơ là (8; ‒12).
c) Ta có và
Suy ra .
Vậy .
Giải Toán 10 trang 62 Tập 1
HĐ 4 trang 62 Toán 10 Tập 1: Trong mặt phẳng toạ độ Oxy, cho điểm M(x0;y0).
Gọi P, Q tương ứng là hình chiếu vuông góc của M trên trục hoành Ox và trục tung Oy (H.4.35).
a) Trên trục Ox, điểm P biểu diễn số nào? Biểu thị theo và tính độ dài của theo x0.
b) Trên trục Oy, điểm Q biểu diễn số nào? Biểu thị theo và tính độ dài của theo y0.
c) Dựa vào hình chữ nhật OPMQ, tính độ dài của theo x0, y0.
d) Biểu thị theo các vectơ .
Lời giải
a) Trên trục Ox, điểm P biểu diễn cho số x0 nên OP = |x0| = x0.
Ta có vectơ cùng hướng với vectơ và OP = x0 nên
Vậy
b) Trên trục Oy, điểm Q biểu diễn cho số y0 nên OQ = |y0| = y0.
Ta có vectơ cùng hướng với vectơ và OQ = y0 nên
Vậy
c) Xét tam giác OPM vuông tại P, theo định lí Pythagore ta có: OM2 = OP2 + MP2
Do đó
Vậy
d) Ta có .
Vậy
HĐ 5 trang 62 Toán 10 Tập 1: Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho các điểm M(x; y) và N(x'; y').
a) Tìm tọa độ của các vectơ .
b) Biểu thị vectơ theo các vectơ và tìm tọa độ của
c) Tìm độ dài của vectơ
Lời giải
a) Ta có M(x; y) nên vectơ có toạ độ (x; y).
N(x'; y') nên vectơ có toạ độ (x'; y').
b) Ta có: (quy tắc ba điểm)
Mà tọa độ của vectơ là (x' – x; y' – y).
Vậy
c) Độ dài của vectơ là
Giải Toán 10 trang 63 Tập 1
Luyện tập 2 trang 63 Toán 10 Tập 1: Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho hai điểm A(2; 1), B(3; 3).
a) Các điểm O, A, B có thẳng hàng hay không?
b) Tìm điểm M(x;y) để OABM là một hình bình hành.
Lời giải
a) Ta có: A(2; 1) suy ra
B(3; 3) suy ra
Hai vectơ không cùng phương (vì ).
Do đó các điểm O, A, B không cùng nằm trên một đường thẳng.
Vậy ba điểm O, A, B không thẳng hàng.
b) Các điểm O, A, B không thẳng hàng nên tứ giác OABM là hình bình hành khi và chỉ khi
Ta có: nên
Vậy điểm cần tìm là M(1;2).
Giải Toán 10 trang 64 Tập 1
Trong 12 giờ, tâm bão được dự báo di chuyển thẳng đều từ A(13,8; 108,3) tới vị trí có tọa độ B(14,1; 106,3). Gọi tọa độ của M là (x;y). Bạn hãy tìm mối liên hệ giữa hai vectơ và rồi thể hiện mối quan hệ đó theo tọa độ để tìm x; y.
Lời giải
Do bão di chuyển thẳng đều từ A(13,8; 108,3) tới vị trí có tọa độ B(14,1; 106,3) nên điểm M thuộc đoạn thẳng AB.
Theo dự báo, tại thời điểm 9 giờ thì tâm bão đã đi được một khoảng AM là:
Hay
Vectơ cùng hướng với vectơ và nên
Ta có: A(13,8; 108,3); B(14,1; 106,3); M(x; y)
Suy ra
Ta có:
Vậy ở thời điểm 9 giờ tâm bão là điểm M ở vị trí M(14,025; 106,8).
Bài tập
Giải Toán 10 trang 65 Tập 1
Bài 4.16 trang 65 Toán 10 Tập 1: Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho các điểm M(1;3), N(4;2).
a) Tính độ dài của các đoạn thẳng OM, ON, MN.
b) Chứng minh rằng tam giác OMN vuông cân.
Lời giải
a) Ta có:
b) Xét tam giác OMN, có: suy ra tam giác OMN cân tại M. (1)
Ta có:
Theo định lí Pythagore đảo suy ra tam giác OMN vuông tại M. (2)
Từ (1) và (2) suy ra tam giác OMN vuông cân tại M.
Vậy tam giác OMN vuông cân tại M.
a) Tìm mối liên hệ giữa các vectơ và
b) Các điểm O, M, N có thẳng hàng hay không?
c) Tìm điểm P(x;y) để OMNP là hình bình hành.
Lời giải
a) Ta có:
b) Ta có
+ M(-3; 6)
+) N(3;‒3)
Hai vectơ không cùng phương (vì ).
Do đó các điểm O, M, N không cùng nằm trên một đường thẳng.
Vậy ba điểm O, M, N không thẳng hàng.
c)
Các điểm O, M, N không thẳng hàng, tứ giác OMNP là hình bình hành khi và chỉ khi
Ta có: M(‒3;6); N(3;‒3) và P(x; y)
Do đó
Vậy điểm cần tìm là P(6;‒9).
Bài 4.18 trang 65 Toán 10 Tập 1: Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho các điểm A(1;3), B(2;4), C(‒3;2).
a) Chứng minh rằng ABC là ba đỉnh của một tam giác.
b) Tìm tọa độ trung điểm M của đoạn thẳng AB.
c) Tìm tọa độ trọng tâm G của tam giác ABC.
d) Tìm điểm D(x; y) để O(0;0) là trọng tâm tam giác ABD.
Lời giải
a) Ta có: A(1;3), B(2;4), C(‒3;2).
Suy ra:
Hai vectơ không cùng phương (vì ).
Do đó các điểm A, B, C không cùng nằm trên một đường thẳng.
Vậy ba điểm A, B, C không thẳng hàng.
Vậy ba điểm A, B, C là ba đỉnh của một tam giác.
b) Gọi M(x1;y1) là trung điểm của đoạn thẳng AB với A(1;3) và B(2;4).
Khi đó ta có:
Vậy là trung điểm của đoạn thẳng AB
c) Gọi G(x2;y2) là trọng tâm của tam giác ABC với A(1;3), B(2;4) và C(‒3;2).
Khi đó ta có:
Vậy G(0;3) là trọng tâm của tam giác ABC.
d) Để O(0;0) là tọa độ trọng tâm tam giác ABD với A(1;3), B(2;4) và D(x,y) thì:
Vậy D(‒3;‒7) thì O(0;0) là trọng tâm tam giác ABD.
Lời giải
Gọi B(x; y) là vị trí của tàu thủy trên mặt phẳng toạ độ sau khi khởi hành 1,5 giờ.
Tàu khởi hành từ vị trí A chuyển động thẳng đều với vận tốc (tính theo giờ) được biểu thị bởi vectơ , sau 1,5 giờ thì tàu thuỷ đến B nên
Mà A(1;2); B(x; y) nên
Khi đó:
Vậy sau khi khởi hành 1,5 giờ thì tàu thủy đến được vị trí B(5,5; 8).
Lời giải
Cách di chuyển của quân mã là đi theo hình chữ L, mỗi nước đi gồm tồng cộng 3 ô (tiến 1 ô rồi quẹo trái/ phải 2 ô và ngược lại hoặc tiến 2 ô rồi quẹo trái/ phải 1 ô và ngược lại) nên quân mã có thể đi đến các vị trí A, B, C, D, E và O trên bàn cờ như hình dưới đây:
Tọa độ của các vị trí đó là: O(0;0), A(0;4), B(2;4), C(3;3), D(3;1), E(2;0).
Vậy sau một nước đi, quân mã có thể đến các vị trí O(0;0), A(0;4), B(2;4), C(3;3), D(3;1), E(2;0).
Xem thêm lời giải bài tập SGK Toán lớp 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:
Bài 8: Tổng và hiệu của hai vectơ
Bài 9: Tích của một vecto với một số
Bài 10: Vectơ trong mặt phẳng tọa độ