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

Bài 9: Tích của một vectơ với một số – Toán 10

Bài 9: Tích của một vectơ với một số – Toán 10

TOÁN 10 · BÀI 9

Tích của vectơ với một số và điều kiện thẳng hàng — hình minh họa nội dung

Mục tiêu và kiến thức nền

Xác định hướng, độ dài của ku; dùng tỉ lệ vectơ và trọng tâm.

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

Một mũi tên dài gấp ba vẫn có thể giữ nguyên hướng, hoặc quay ngược khi hệ số âm. Phép nhân vectơ với một số cho cách mô tả sự thay đổi ấy mà không cần vẽ lại nhiều lần.

Hệ số quyết định hướng và độ dài

Với số thực k và vectơ u, vectơ ku có độ dài |k|·|u|. Nếu k > 0 thì cùng hướng u, nếu k < 0 thì ngược hướng u; nếu k = 0 hoặc u = 0 thì ku = 0. Dấu âm chỉ hướng, còn độ dài luôn dùng |k|. Có các tính chất k(u+v)=ku+kv, (k+l)u=ku+lu và k(lu)=(kl)u.

Thẳng hàng qua một hệ số

Với A ≠ B, ba điểm A, B, C thẳng hàng khi tồn tại số k sao cho vectơ AC→ = k vectơ AB→. Nếu 0 < k < 1 thì C nằm giữa A và B; k > 1 thì C nằm quá B; k < 0 thì C ở phía đối diện B qua A. Hai vectơ u, v với v khác 0 cùng phương khi u = kv với một số k.

Trung điểm và trọng tâm

I là trung điểm AB khi vectơ AI→ = (1/2)vectơ AB→. Nếu G là trọng tâm tam giác ABC thì vectơ GA→ + vectơ GB→ + vectơ GC→ = 0; với điểm O bất kì, vectơ OG→ = (vectơ OA→ + vectơ OB→ + vectơ OC→)/3. Trọng tâm nằm trên trung tuyến và chia trung tuyến theo tỉ số 2:1 kể từ đỉnh.

Công thức và điều kiện cần nhớ

|ku| = |k| |u|
GA→ + GB→ + GC→ = 0
Nhân với số dương giữ hướng; nhân với số âm đảo hướng; độ dài nhân trị tuyệt đối hệ số. u 3u −2u
Nhân với số dương giữ hướng; nhân với số âm đảo hướng; độ dài nhân trị tuyệt đối hệ số.

Ví dụ có lời giải

VÍ DỤ 1

Hệ số âm

Vectơ u dài 4 cm. Vectơ −(3/2)u ngược hướng u và có độ dài (3/2)·4 = 6 cm. Không ghi độ dài −6 cm.

VÍ DỤ 2

Xác định vị trí điểm

Cho vectơ AM→ = −2 vectơ AB→, A ≠ B. M, A, B thẳng hàng; M và B ở hai phía của A, AM = 2AB. Do A nằm giữa M và B, MB = MA + AB = 3AB.

VÍ DỤ 3

Trung tuyến và trọng tâm

M là trung điểm BC, G là trọng tâm ABC. Khi đó vectơ AG→ = (2/3)vectơ AM→. Nếu AM = 9 cm, AG = 6 cm và GM = 3 cm. Chú ý vectơ GA→ = −(2/3)vectơ AM→.

Lỗi thường gặp và cách tự kiểm

  • Hệ số âm không tạo độ dài âm.
  • Tỉ lệ độ dài không đủ để kết luận đẳng thức vectơ: cần hướng.
  • Điều kiện A ≠ B cần thiết khi lấy AB làm vectơ chỉ phương.

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. Nếu |u| = 5 thì |−2u| bằng:

Xem đáp án và lời giải

Đáp án A.

Độ dài bằng |−2|·5=10, luôn không âm.

Câu 2. AM = 12 cm, G là trọng tâm trên trung tuyến AM. Tính AG theo cm.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: 8.

AG = 2AM/3 = 8 cm.

Câu 3. Cho vectơ AC→ = −3 vectơ AB→, A ≠ B.

  1. A, B, C thẳng hàng.
  2. C nằm giữa A và B.
  3. AC = 3AB về độ dài.
  4. BC = 4AB về độ dài.
Xem đáp án và lời giải

a) Đúng; b) Sai; c) Đúng; d) Đúng.

a) Đúng theo cùng phương. b) Sai, C đối phía B qua A. c) Đúng, lấy trị tuyệt đối hệ số. d) Đúng vì A nằm giữa B và C.

Câu 4. Rút gọn 2(u + 3v) − 3(u − v).

Xem đáp án và lời giải

Hướng giải

Phân phối được 2u + 6v − 3u + 3v = −u + 9v.

Câu 5. Cho I là trung điểm AB. Chứng minh với mọi M: vectơ MA→ + vectơ MB→ = 2 vectơ MI→.

Xem đáp án và lời giải

Hướng giải

MA = MI + IA, MB = MI + IB. Cộng lại; IA + IB = 0 vì I là trung điểm. Suy ra MA + MB = 2MI.

Câu 6. Cho vectơ AB→ = 2u, vectơ AC→ = 5u, u khác 0. Xác định vị trí B và tính vectơ BC→.

Xem đáp án và lời giải

Hướng giải

BC = AC − AB = 3u. Vì hệ số 2 nằm giữa 0 và 5, B nằm giữa A và C; độ dài AB: BC = 2:3.

Sơ đồ ghi nhớ

Bốn ý chính: |ku| = |k||u|; k âm → ngược hướng; AC = kAB → thẳng hàng; Trọng tâm → tổng ba vectơ bằng 0SƠ ĐỒ GHI NHỚ|ku| = |k||u|k âm → ngược hướngAC = kAB → thẳng hàngTrọng tâm → tổng ba vectơ bằng 0

Học tiếp và luyện thêm

Biên soạn/biên tập: Gia Sư SV.