Giải Bài 1: Vecto trong không gian

1 Đánh giá

Ở lớp 10, chúng ta đã được học về vecto trong mặt phẳng. Tuy nhiên, trong không gian, chúng ta sẽ gặp những vấn đề mới về vecto như sự đồng phẳng hay không đồng phẳng của ba vecto hoặc việc phân tích một vecto theo ba vecto không đồng phẳng. Những nội dung này sẽ được đề cập cụ thể trong bài học này. Dựa vào cấu trúc SGK, KhoaHoc sẽ tóm tắt kiến thức cần nhớ và hướng dẫn giải các bài tập một cách chi tiết, dễ hiểu. Mong rằng đây là tài liệu có ích với các em.

A. TÓM TẮT KIẾN THỨC

1. Định nghĩa

Vectơ trong không gian là một đoạn thẳng có hướng.

Kí hiệu: $\overrightarrow{AB}$ chỉ véctơ có điểm đầu $A$ , điểm cuối $B$ . Vectơ còn đc kí hiệu là $\vec{a}$ , $\vec{b}$ , $\vec{c}$ ,...

2. Các quy tắc về vectơ.

Quy tắc 3 điểm: $\overrightarrow{AC}$ = $\vec{A B}$ + $\vec{B C}$ .

hoặc: $\overrightarrow{AC}$ = $\vec{B C}$ - $\vec{A B}$ .

Quy tắc hình bình hành: cho hình bình hành $ABCD$ : $\vec{A C}$ = $\vec{A B}$ + $\vec{A D}$ .
Quy tắc trung tuyến: $AM$ là trung tuyến của tam giác $A B C$ thì: $\vec{A M}$ = $\frac{1}{2} (\vec{A B} + \vec{A C}) .$
Quy tắc trọng tâm: $G$ là trọng tâm tam giác $A B C$ thì: $\vec{G A}$ + $\vec{G B}$ + $\vec{G C}$ = $\vec{0}$ .
Quy tắc hình hộp: cho hình hộp $ABCD.A'B'C'D'$ thì: $\vec{A B}$ + $\vec{A D}$ + $\vec{A A^{'}}$ = $\vec{A C^{'}}$ .

3. Sự đồng phẳng của các vectơ, điều kiện để ba vectơ đồng phẳng.

Định nghĩa: ba vectơ gọi là đồng phẳng nếu các giá của chúng cùng song song với một mặt phẳng.

Điều kiện để ba vectơ đồng phẳng:

Định lí 1: Cho ba vectơ $\overrightarrow{a}$ , $\vec{b}$ , $\vec{c}$ , trong đó vectơ $\overrightarrow{a}$ , $\vec{b}$ không cùng phương. Điều kiện cần và đủ để ba vectơ $\overrightarrow{a}$ , $\vec{b}$ , $\vec{c}$ đồng phẳng là có các số $m, n$ sao cho $\vec{c}$ = $m \vec{a}$ + $n \vec{b}$ . Hơn nữa các số $m, n$ là duy nhất.

Định lí 2: Nếu $\overrightarrow{a}$ , $\vec{b}$ , $\vec{c}$ , là ba vectơ không đồng phẳng thì với mỗi vectơ $\vec{d}$ ta tìm được các số $m, n, p$ sao cho $\vec{d}$ = $m \vec{a}$ + $n \vec{b}$ + $p \vec{c}$ . Hơn nữa các số $m, n, p$ là duy nhất.

B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI

Câu 1: Trang 91 - SGK Hình học 11

Cho hình lăng trụ tứ giác: $ABCD.A'B'C'D'$ . Mặt phẳng $(P)$ cắt các cạnh bên $A A^{'}, B B^{'}, C C^{'}, D D^{'}$ lần lượt tại $I, K, L, M$ . Xét các vectơ có các điểm đầu là các điểm $I, K, L, M$ và có các điểm cuối là các đỉnh của hình lăng trụ. Hãy chỉ ra các vectơ:

a) Các vectơ cùng phương với $\overrightarrow{IA}$ ;

b) Các vectơ cùng hướng với $\overrightarrow{IA}$ ;

c) Các vectơ ngược hướng với $\overrightarrow{IA}$ .

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 2: Trang 91 - SGK Hình học 11

Cho hình hộp $ABCD.A'B'C'D'$ . Chứng minh rằng:

a) $\overrightarrow{AB}$ + $\vec{B^{'} C^{'}}$ + $\vec{D D^{'}}$ = $\vec{A C^{'}}$ ;

b) $\overrightarrow{BD}$ - $\vec{D^{'} D}$ - $\vec{B^{'} D^{'}}$ = $\vec{B B^{'}}$ ;

c) $\overrightarrow{AC}$ + $\vec{B A^{'}}$ + $\vec{D B}$ + $\vec{C^{'} D}$ = $\vec{0}$ .

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 3: Trang 91 - SGK Hình học 11

Cho hình bình hành $ABCD$ . Gọi $S$ là một điểm nằm ngoài mặt phẳng chứa hình bình hành. chứng minh rằng: $\vec{S A}$ + $\vec{S C}$ = $\vec{S B}$ + $\vec{S D}$ .

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 4: Trang 92 - SGK Hình học 11

Cho hình tứ diện $ABCD$ . Gọi $M$ và $N$ lần lượt là trung điểm của $A B$ và $C D$ . Chứng minh rằng:

a) $\overrightarrow{MN}=\frac{1}{2}\left ( \overrightarrow{AD}+\overrightarrow{BC} \right )$

b) $\overrightarrow{MN}=\frac{1}{2}\left ( \overrightarrow{AC}+\overrightarrow{BD} \right )$

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 5: Trang 92 - SGK Hình học 11

Cho hình tứ diện $ABCD$ . Hãy xác định hai điểm $E, F$ sao cho:

a) $\overrightarrow{AE}=\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}+\overrightarrow{AD};$

b) $\overrightarrow{AF}=\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}-\overrightarrow{AD}.$

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 6: Trang 92 - SGK Hình học 11

Cho hình tứ diện $ABCD$ . Gọi $G$ là trọng tâm tam giác $A B C$ . Chứng minh rằng:

$\overrightarrow{DA}+\overrightarrow{DB}+\overrightarrow{DC}=3\overrightarrow{DG}.$

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 7: Trang 92 - SGK Hình học 11

Gọi $M$ và $N$ lần lượt là trung điểm của các cạnh $A C$ và $B D$ của tứ diện $A B C D$ . Gọi $I$ là trung điểm của đoạn thẳng $M N$ và $P$ là một điểm bất kì trong không gian. Chứng minh rằng:

a) $\overrightarrow{IA}+\overrightarrow{IB}+\overrightarrow{IC}+\overrightarrow{ID}=\overrightarrow{0};$

b) $\overrightarrow{PI}=\frac{1}{4}(\overrightarrow{PA}+\overrightarrow{PB}+\overrightarrow{PC}+\overrightarrow{PD}).$

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 8: Trang 92 - SGK Hình học 11

Cho hình lăng trụ tam giác $ABC.A'B'C'$ có $\vec{A A^{'}}$ = $\vec{a}$ , $\vec{A B}$ = $\vec{b}$ , $\vec{A C}$ = $\vec{c}$ . Hãy phân tích (hay biểu thị véctơ $\vec{B^{'} C}$ , $\vec{B C^{'}}$ qua các véctơ $\vec{a}$ , $\vec{b}$ , $\vec{c}$ .

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 9: Trang 92 - SGK Hình học 11

Cho tam giác $ABC$ . Lấy điểm $S$ nằm ngoài mặt phẳng $(A B C)$ . Trên đoạn $S A$ lấy điểm $M$ sao cho $\vec{M S}$ = $- 2 \vec{M A}$ và trên đoạn $B C$ lấy điểm $N$ sao cho $\vec{N B} = - \frac{1}{2} \vec{N C} .$ Chứng minh rằng ba véctơ $\vec{A B}$ , $\vec{M N}$ , $\vec{S C}$ đồng phẳng.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 10: Trang 92 - SGK Hình học 11

Cho hình hộp $ABCD.EFGH$ . Gọi $K$ là giao điểm của $A H$ và $D E$ , $I$ là giao điểm của $B H$ và $D F$ . Chứng minh ba véctơ $\vec{A C}$ , $\vec{K I}$ , $\vec{F G}$ đồng phẳng.

=> Xem hướng dẫn giải

=> Trắc nghiệm Hình học 11:Bài 1: Vecto trong không gian

5 lượt xem

Cập nhật: 07/09/2021

Xem thêm bài viết khác

Xem thêm Toán Hình 11

Giải Bài 1: Vecto trong không gian

A. TÓM TẮT KIẾN THỨC

B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI

Kiến thức thú vị

Xem thêm bài viết khác