ThS. Nguyễn Đăng Tuấn Tài liu dy thêm Hình Hc 10
0973.637.952 Trang 1
CHƯƠNG I: VECTƠ
§1 CÁC ĐỊNH NGHĨA
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Định nghĩa vectơ:
Vectơ là đoạn thẳng có hướng, nghĩa là trong hai điểm mút của đoạn thẳng đã chỉ
điểm nào là điểm đầu, điểm nào là điểm cui.
Vectơ có điểm đầu là A, điểm cui là B ta kí hiu :
AB
.
Vectơ còn được kí hiu là:
, , , ,...a b x y
.
Vectơ – không là vectơ có điểm đầu trùng điểm cui. Kí
hiu là
0
.
2. Hai vectơ cùng phương, cùng hướng.
Đường thẳng đi qua điểm đầu và điểm cui của vectơ gi là giá ca vectơ.
Hai vectơ đưc gi là cùng phương nếu giá ca chúng song song hoc trùng nhau.
Hai vectơ đưc gi là cùng hướng nếu chúng cùng phương và cùng chiều.
Hai vectơ cùng phương thì hoặc cùng hướng hoặc ngược hướng.
Ví d: hình v trên trên (hình 1.2) thì hai vectơ
AB
CD
cùng hướng còn
EF
HG
ngược hướng.
Đặc bit: vectơ – không cùng hướng vi mọi véc tơ.
Nhn xét: Ba đim phân bit
,,A B C
thng hàng khi và ch khi hai vectơ
AB
AC
cùng phương.
Chng minh:
Nếu
,,A B C
thng hàng suy ra giá ca
đều là đường thẳng đi qua ba điểm
,,A B C
nên
cùng phương.
Ngược li nếu
cùng phương khi đó đường thng
AB
AC
song song hoc
trùng nhau. Nhưng hai đường thẳng này cùng đi qua điểm
A
nên hai đường thng
AB
AC
trùng nhau hay ba điểm
,,A B C
thng hàng.
H
G
E
F
C
D
A
B
Hình 1.2
A
B
a
x
Hình 1.1
ThS. Nguyễn Đăng Tuấn Tài liu dy thêm Hình Hc 10
0973.637.952 Trang 2
3. Hai vectơ bằng nhau
Độ dài đoạn thng
AB
gọi là độ dài véc tơ
AB
, kí hiu
AB
.
Vy
AB AB
.
Hai vectơ bằng nhau nếu chúng cùng hướng và cùng độ dài.
Ví d: (hình 1.3) Cho hình bình hành
ABCD
khi đó
AB CD
.
B. CÁC DẠNG TOÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI.
Dạng 1: Xác định một vectơ; phương, hướng của vectơ; độ dài của vectơ
1. Phương pháp giải.
Xác định một vectơ và xác định s cùng phương, cùng hướng của hai vectơ theo định
nghĩa
Da vào các tình cht hình hc của các hình đã cho biết để tính độ dài ca một vectơ
2. Các ví d.
Ví dụ 1: Cho t giác
ABCD
. Có bao nhiêu vectơ khác vectơ-không có điểm đầu và điểm cui là
đỉnh ca t giác.
Li gii:
Hai điểm phân bit, chng hn
,AB
ta xác định được hai vectơ khác vectơ-không là
,AB BA
. Mà t bốn đỉnh
, , ,A B C D
ca t giác ta có 6 cặp điểm phân biệt do đó có 12
vectơ thỏa mãn yêu cu bài toán.
Ví dụ 2: Cho tam giác
ABC
. Gi
,,M N P
lần lượt là trung điểm ca
,,BC CA AB
.
a) Có bao nhiêu vectơ khác vectơ - không cùng phương vi
MN
có điểm đầu và điểm
cui lấy trong điểm đã cho.
b) Có bao nhiêu vectơ khác vectơ - không cùng hướng vi
AB
có điểm đầu và điểm cui
lấy trong điểm đã cho.
c) V các vectơ bằng vectơ
NP
mà có điểm đầu
,AB
.
Li gii:
(Hình 1.4)
a) Các vectơ khác vectơ không cùng
phương với
MN
, , , , , ,NM AB BA AP PA BP PB
.
b) Các vectơ khác vectơ - không cùng
hướng với
AB
,,AP PB NM
.
C
D
A
B
Hình 1.3
N
M
P
A
B
C
A'
B'
Hình 1.4
ThS. Nguyễn Đăng Tuấn Tài liu dy thêm Hình Hc 10
0973.637.952 Trang 3
c) Trên tia
CB
lấy điểm
'B
sao cho
'BB NP
Khi đó ta có
'BB
là vectơ có điểm đầu là
B
và bằng vectơ
NP
.
Qua
A
dựng đường thng song song với đường thng
NP
. Trên đường thẳng đó lấy
đim
'A
sao cho
'AA
cùng hướng vi
NP
'AA NP
.
Khi đó ta có
'AA
là vectơ có điểm đầu là
A
và bằng vectơ
NP
.
Ví dụ 3: Cho hình vuông
ABCD
tâm
O
cnh
a
. Gi
M
là trung điểm ca
AB
,
N
là điểm đối
xng vi
C
qua
D
. Hãy tính độ dài của vectơ sau
MD
,
MN
.
Li gii:
Áp dụng định lý Pitago trong tam giác vuông
MAD
ta có
22
2 2 2 2 5
24
aa
DM AM AD a
5
2
a
DM
Suy ra
5
2
a
MD MD
.
Qua N kẻ đường thẳng song song với
AD
cắt
AB
tại
P
.
Khi đó tứ giác
ADNP
là hình vuông và
3
22
aa
PM PA AM a
.
Áp dụng định lý Pitago trong tam giác vuông
NPM
ta có
22
2 2 2 2 3 13
24
aa
MN NP PM a
13
2
a
MN
Suy ra
13
2
a
MN MN
.
3. Bài tp luyn tp.
Bài 1: Cho ngũ giác
. Có bao nhiêu vectơ khác vectơ-không có điểm đầu và điểm cui là
đỉnh của ngũ giác.
Li gii:
Hai điểm phân bit, chng hn
,AB
ta xác định được hai vectơ khác vectơ-không là
,AB BA
. Mà t năm đỉnh
, , , ,A B C D E
của ngũ giác ta có 10 cặp điểm phân biệt do đó có
20 vectơ thỏa mãn yêu cu bài toán.
Bài 2: Cho hình bình hành
ABCD
có tâm là O. Tìm các vectơ từ 5 điểm A, B, C, D, O
a) Bằng vectơ
AB
;
OB
b) Có độ dài bng
OB
Li gii:
O
M
D
A
C
B
N
P
Hình 1.5
ThS. Nguyễn Đăng Tuấn Tài liu dy thêm Hình Hc 10
0973.637.952 Trang 4
a)
,AB DC OB DO
b)
,,BO DO OD
Bài 3: Cho ba điểm A, B, C phân bit thng hàng.
a) Khi nào thì hai vectơ
AB
AC
cùng hướng ?
b) Khi nào thì hai vectơ
AB
AC
ngược hướng ?
Li gii:
a) A nằm ngoài đoạn BC.
b) A nm trong đoạn BC.
Bài 4: Cho bốn điểm A, B, C, D phân bit.
a) Nếu
AB BC
thì có nhn xét gì v ba điểm A, B, C.
b) Nếu
AB DC
thì có nhn xét gì v bốn điểm A, B, C, D.
Li gii:
a) B là trung điểm ca AC.
b) A, B, C, D thng hàng hoc ABCD là hình bình hành.
Bài 5: Cho hình thoi
ABCD
có tâm
O
. Hãy cho biết tính đúng sai của các câu sau đây?
a)
AB BC
b)
AB DC
c)
OA OC
d)
OB OA
e)
AB BC
f)
2OA BD
Li gii:
a) Sai b) Đúng c) Đúng d) Sai
e) Sai f) đúng
Bài 6: Cho lục giác đu
ABCDEF
tâm
O
. Hãy tìm các vectơ khác vectơ-không có điểm đầu, điểm cui
là đỉnh ca lc giác và tâm O sao cho
a) Bng vi
AB
.
b) Ngược hướng vi
OC
.
Li gii:
a)
,,FO OC ED
b)
, , ,CO OF BA DE
Bài 7: Cho hình vuông
ABCD
cnh
a
, tâm
O
M là trung điểm AB.Tính độ dài của các vectơ
AB
,
OA OB
.
ThS. Nguyễn Đăng Tuấn Tài liu dy thêm Hình Hc 10
0973.637.952 Trang 5
Li gii:
(hình 1.40) Ta có
AB AB a
;
222AC AC AB BC a
12
,
2 2 2
aa
OA OA AC OM OM
Gọi E là điểm sao cho tứ giác
OBEA
là hình bình hành
khi đó nó cũng là hình vuông
Ta có
OA OB OE OA OB OE AB a
Bài 8: Cho tam giác
ABC
đều cnh
a
G
là trng tâm. Gi
I
là trung điểm ca
AG
. Tính độ
dài của các vectơ
AG
,
BI
.
Li gii:
(Hình 1.41)Ta có
AB AB a
Gọi M là trung điểm của
BC
Ta có
2
2 2 2
2 2 2 3
3 3 3 4 3
aa
AG AG AM AB BM a
22
22 21
4 3 6
a a a
BI BI BM MI
Dạng 2: Chứng minh hai vectơ bằng nhau.
1. Phương pháp giải.
Để chứng minh hai vectơ bằng nhau ta chng minh chúng có cùng độ dài và cùng hướng
hoc da vào nhn xét nếu t giác
ABCD
là hình bình hành thì
AB DC
AD BC
2. Các ví d.
Ví dụ 1: Cho t giác
ABCD
. Gi M, N, P, Q lần lượt là trung đim AB, BC, CD, DA. Chng minh
MN QP
.
Li gii:
(hình 1.6)
Do M, N lần lượt là trung điểm của AB
và BC nên MN là đường trung bình của
tam giác
ABC
suy ra
//MN AC
1
2
MN AC
(1).
Tương tự QP là đường trung bình ca tam giác
ADC
suy ra
//QP AC
1
2
QP AC
(2).
N
M
Q
P
A
B
C
D
Hình 1.6
M
A
B
C
G
I
Hình 1.41
O
A
D
C
B
E
Hình 1.40