Đến nội dung chính
Gia Sư SVGia Sư SVTận tâm · Minh bạch · Đồng hành

Bài 8: Tổng và hiệu của hai vectơ – Toán 10

Bài 8: Tổng và hiệu của hai vectơ – Toán 10

TOÁN 10 · BÀI 8

Tổng và hiệu của hai vectơ: ghép đúng mũi tên — hình minh họa nội dung

Mục tiêu và kiến thức nền

Dùng quy tắc ba điểm, hình bình hành và hiệu hai vectơ cùng gốc.

Chuẩn bị: ôn bài liền trước trong cùng chủ đề; đọc rõ điều kiện và đơn vị của dữ kiện.

Đi từ A đến B rồi từ B đến C có cùng độ dời cuối cùng với đi trực tiếp từ A đến C. Quy tắc cộng vectơ mô tả điều này; độ dài quãng đường đi không nhất thiết bằng độ dài độ dời.

Quy tắc ba điểm

Với ba điểm bất kì A, B, C, vectơ AB→ + vectơ BC→ = vectơ AC→. Điểm cuối của mũi tên trước trùng điểm đầu của mũi tên sau. Có thể tịnh tiến một vectơ đến vị trí phù hợp trước khi cộng. Phép cộng có tính giao hoán, kết hợp và vectơ 0 là phần tử trung hòa.

Quy tắc hình bình hành

Nếu ABCD là hình bình hành, vectơ AB→ + vectơ AD→ = vectơ AC→. Hai vectơ có chung điểm đầu, tổng hướng theo đường chéo từ điểm đầu đó. Cách này thường dùng cho tổng hai lực hoặc hai vận tốc. Độ dài tổng không bằng tổng độ dài trong mọi trường hợp; chỉ bằng khi hai vectơ cùng hướng.

Phép trừ và các hệ thức trung điểm

Hiệu u − v được định nghĩa là u + (−v). Nếu hai vectơ cùng gốc O, vectơ OA→ − vectơ OB→ = vectơ BA→: hiệu đi từ đầu mút của vectơ bị trừ đến đầu mút của vectơ đứng trước. Nếu I là trung điểm AB thì vectơ IA→ + vectơ IB→ = 0; với điểm O bất kì, vectơ OA→ + vectơ OB→ = 2 vectơ OI→.

Công thức và điều kiện cần nhớ

AB→ + BC→ = AC→
OA→ − OB→ = BA→
Quy tắc ba điểm: vectơ AB cộng vectơ BC bằng vectơ AC. A B C AB + BC = AC (vectơ)
Quy tắc ba điểm: vectơ AB cộng vectơ BC bằng vectơ AC.

Ví dụ có lời giải

VÍ DỤ 1

Rút gọn một tổng

Vectơ AB + vectơ BC→ + vectơ CD→ = vectơ AC→ + vectơ CD→ = vectơ AD→. Không cần A, B, C, D thẳng hàng; quy tắc ba điểm đúng cho mọi vị trí.

VÍ DỤ 2

Hiệu cùng gốc

Vectơ AB − vectơ AC→ = vectơ CB→. Để tự kiểm, chuyển vế thành vectơ AC→ + vectơ CB→ = vectơ AB→, đúng theo quy tắc ba điểm. Cách kiểm này giúp tránh đảo CB thành BC.

VÍ DỤ 3

Độ lớn tổng vuông góc

Hai vectơ cùng gốc vuông góc, độ dài 3 và 4. Đường chéo của hình chữ nhật biểu diễn tổng, nên độ dài tổng là √(3² + 4²) = 5, không phải 7.

Lỗi thường gặp và cách tự kiểm

  • Độ dài tổng khác tổng độ dài.
  • Quy tắc ba điểm phải nối đúng điểm trung gian.
  • Phép trừ không giao hoán.

Tự luyện: từ nhận biết đến vận dụng

Hãy tự làm trước, sau đó mở lời giải để đối chiếu cách nghĩ và kết quả.

Câu 1. Vectơ AB + vectơ BC→ bằng:

Xem đáp án và lời giải

Đáp án D.

Hành trình A → B → C có tổng độ dời A → C.

Câu 2. Hai vectơ vuông góc có độ dài 5 và 12. Độ dài tổng là bao nhiêu?

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: 13.

Quy tắc hình bình hành tạo hình chữ nhật; độ dài đường chéo √(25+144)=13.

Câu 3. Với các điểm A, B, C:

  1. AB + BC = AC (đẳng thức vectơ).
  2. AB − AC = BC (đẳng thức vectơ).
  3. AB + BA = 0 (đẳng thức vectơ).
  4. |AB + BC| luôn bằng |AB| + |BC|.
Xem đáp án và lời giải

a) Đúng; b) Sai; c) Đúng; d) Sai.

a) Đúng theo ba điểm. b) Sai: bằng CB. c) Đúng vì hai vectơ đối. d) Sai, chỉ bằng khi các vectơ cùng hướng, kể cả trường hợp vectơ không.

Câu 4. Rút gọn vectơ AB→ + vectơ BD→ + vectơ DC→.

Xem đáp án và lời giải

Hướng giải

AB + BD = AD; AD + DC = AC. Kết quả là vectơ AC→.

Câu 5. Cho I là trung điểm AB. Chứng minh vectơ OA→ + vectơ OB→ = 2 vectơ OI→.

Xem đáp án và lời giải

Hướng giải

OA = OI + IA, OB = OI + IB. Cộng hai đẳng thức và dùng IA + IB = 0 được OA + OB = 2OI.

Câu 6. Một người đi 3 km về đông rồi 4 km về bắc. Tính quãng đường và độ dài độ dời.

Xem đáp án và lời giải

Hướng giải

Quãng đường là 3+4=7 km. Độ dời là tổng hai vectơ vuông góc nên có độ dài √(9+16)=5 km. Hai đại lượng đo hai ý khác nhau.

Sơ đồ ghi nhớ

Bốn ý chính: Nối đuôi → quy tắc ba điểm; Chung gốc → hình bình hành; Hiệu OA − OB = BA; Trung điểm → hai vectơ cân bằngSƠ ĐỒ GHI NHỚNối đuôi → quy tắc ba điểmChung gốc → hình bình hànhHiệu OA − OB = BATrung điểm → hai vectơ cân bằng

Học tiếp và luyện thêm

Biên soạn/biên tập: Gia Sư SV.