Giải Toán 12 kết nối Bài 6: Vectơ trong không gian

Giải Bài 6: Vectơ trong không gian sách Toán 12 kết nối tri thức. Phần đáp án chuẩn, hướng dẫn giải chi tiết cho từng bài tập có trong chương trình học của sách giáo khoa. Hi vọng, các em học sinh hiểu và nắm vững kiến thức môn Toán 12 kết nối tri thức chương trình mới

B. Bài tập và hướng dẫn giải

1. VECTƠ TRONG KHÔNG GIAN

Giải chi tiết Hoạt động 1 trang 46 toán 12 tập 1 kntt: Nhận biết vectơ trong không gian

Trong Hình 2.2, lực căng dây (được tạo ra bởi sức nặng của kiện hàng) được thể hiện bởi các đoạn thẳng có mũi tên màu đỏ. 

a) Các đoạn thẳng này cho biết gì về hướng và độ lớn của các lực căng dây?

b) Các đoạn thẳng này có cùng nằm trong một mặt phảng không?

Giải chi tiết Luyện tập 1 trang 47 toán 12 tập 1 kntt

Cho hình lập phương (H.2.6). Trong các vectơ , , :

a) Hai vectơ nào có giá cùng nằm trong mặt phẳng ?

b) Hai vectơ nào có cùng độ dài?

Giải chi tiết Hoạt động 2 trang 47 toán 12 tập 1 kntt: Hình thành khái niệm hai vectơ cùng phương, cùng hướng/ngược hướng, hai vectơ bằng nhau trong không gian.

Cho hình hộp (H.2.7).

  1. So sánh độ dài của hai vectơ .
  2. Nhận xét về giá của hai vectơ .
  3. Hai vectơ  và có cùng phương không? Có cùng hướng không?

Giải chi tiết Luyện tập 2 trang 48 toán 12 tập 1 kntt 

Cho hình chóp có đáy là hình bình hành.

a) Trong ba vectơ , , vectơ nào bằng vectơ ?

b) Gọi là một điểm thuộc cạnh . Xác định điểm sao cho .

Giải chi tiết Vận dụng 1 trang 48 toán 12 tập 1 kntt 

Một tòa nhà có chiều cao của các tầng là như nhau. Một chiếc thang máy di chuyển từ tầng 15 lên tầng 22 của tòa nhà, sau đó di chuyển từ tầng 22 lên tầng 29. Các vectơ biểu diễn độ dịch chuyển của thang máy trong hai lần di chuyển đó có bằng nhau không? Giải thích vì sao.

2. TỔNG VÀ HIỆU CỦA HAI VECTƠ TRONG KHÔNG GIAN

Giải chi tiết Hoạt động 3 trang 49 toán 12 tập 1 kntt: Hình thành khái niệm tổng của hai vectơ trong không gian.

Trong không gian, cho hai vectơ không cùng phương. Lấy điểm và vẽ các vectơ , (H.2.10).

a) Giải thích vì sao .

b) Giải thích vì sao là hình bình hành, từ đó suy ra .

Giải chi tiết Luyện tập 3 trang 50 toán 12 tập 1 kntt 

Trong Ví dụ 3, hãy tính độ dài của vectơ .

Giải chi tiết Luyện tập 4 trang 50 toán 12 tập 1 kntt 

Cho tứ diện (H.2.13). Chứng minh rằng .

Giải chi tiết Hoạt động 4 trang 50 toán 12 tập 1 kntt: Thiết lập quy tắc hình hộp.

Cho hình hộp (H.2.14).

a) Hai vectơ có bằng nhau hay không?

b) Hai vectơ có bằng nhau hay không?

Giải chi tiết Luyện tập 5 trang 50 toán 12 tập 1 kntt

Cho hình hộp chữ nhật . Chứng minh rằng .

Giải chi tiết Hoạt động 5 trang 51 toán 12 tập 1 kntt: Nhận biết vectơ đối của một vectơ trong không gian.

Hình 2.15 mô tả một lọ hoa được đặt trên bàn, trọng lượng của lọ hoa tạo nên một lực tác dụng lên mặt bàn và một phản lực từ mặt bàn lên lọ hoa. Có nhận xét gì về độ dài và hướng của các vectơ biểu diễn hai lực đó?

Giải chi tiết Luyện tập 6 trang 52 toán 12 tập 1 kntt 

Trong Ví dụ 6, chứng minh rằng:

a) là hai vectơ đối nhau;

b) .

Giải chi tiết Vận dụng 2 trang 52 toán 12 tập 1 kntt 

Thang cuốn tại các trung tâm thương mai, siêu thị lớn hay nhà ga, san bay thường có hai làn, trong đó có một làn lên và một làn xuống. Khi thang cuốn chuyển động, vectơ biểu diễn vận tốc của mỗi là có là hai vectơ đối nhau hay không? Giải thích vì sao.

3. TÍCH CỦA MỘT SỐ VỚI MỘT VECTƠ TRONG KHÔNG GIAN

Giải chi tiết Hoạt động 6 trang 52 toán 12 tập 1 kntt: Hình thành khái niệm tích của một số với một vectơ trong không gian.

Cho hình lăng trụ tam giác . Gọi , lần lượt là trung điểm của (H.2.17).

a) Hai vectơ có cùng phương không? Có cùng hướng không?

b) Giải thích vì sao .

Giải chi tiết Luyện tập 7 trang 53 toán 12 tập 1 kntt 

Cho hình chóp có đáy là hình bình hành. Gọi lần lượt là các điểm thuộc các cạnh sao cho . Chứng minh rằng .

Giải chi tiết Luyện tập 8 trang 54 toán 12 tập 1 kntt 

Trong Ví dụ 8, gọi là điểm thuộc đoạn thẳng sao cho (H.2.19). Chứng minh rằng:

.

Giải chi tiết Vận dụng 3 trang 54 toán 12 tập 1 kntt 

Khi chuyển động trong không gian, máy bay luôn chịu tác động của bốn lực chính: lực đẩy của động cơ, lực cản của không khí, trọng lực và lực nâng khí động học (H.2.20). Lực cản của không khí ngược hướng với lực đẩy của động cơ và có độ lớn tỉ lệ thuận với bình phương vận tốc máy bay. Một chiếc máy bay tăng vận tốc từ 900 km/h lên 920 km/h, trong quá trình tăng tốc máy bay giữ nguyên hướng bay. Lực cản của không khí khi máy bay đạt vận tốc 900 km/h và 920 km/h lần lượt được biểu diễn bởi hai vectơ . Hãy giải thích vì sao với là một số thực dương nào đó. Tính giá trị của (làm tròn kết quả đến chữ số thập phân thứ hai).

4. TÍCH VÔ HƯỚNG CỦA HAI VECTƠ TRONG KHÔNG GIAN

Giải chi tiết Hoạt động 7 trang 54 toán 12 tập 1 kntt: Hình thành khái niệm góc giữa hai vectơ trong không gian.

Trong không gian, cho hai vectơ khác . Lấy điểm và vẽ các vectơ . Lấy điểm khác và vẽ các vectơ (H.2.21).

a) Giải thích vì sao .

b) Áp dụng định lí côsin cho hai tam giác để giải thích vì sao .

Giải chi tiết Luyện tập 9 trang 56 toán 12 tập 1 kntt 

Cho hình lăng trụ tam giác đều (H.2.25). Tính các góc () và ().

Giải chi tiết Hoạt động 8 trang 56 toán 12 tập 1 kntt: Nhận biết khái niệm tích vô hướng của hai vectơ trong không gian.

Hãy nhắc lại công thức xác định tích vô hướng của hai vectơ trong mặt phẳng.

Giải chi tiết Luyện tập 10 trang 57 toán 12 tập 1 kntt 

Trong Ví dụ 10, hãy tính các tích vô hướng .

Giải chi tiết Luyện tập 11 trang 57 toán 12 tập 1 kntt 

Cho hình lập phương . Chứng minh rằng .

Giải chi tiết Vận dụng 4 trang 57 toán 12 tập 1 kntt 

Như đã biết, nếu có một lực tác động vào một vật tại điểm và làm cho vật đó di chuyển một quãng đường thì công sinh ra được tính theo công thức , trong đó lực có độ lớn tính bằng Newton, quãng đường tính bằng mét và công tính bằng Jun (H.2.28). Do đó, nếu dùng một lực có độ lớn không đổi để làm một vật di chuyển một quãng đường không đổi thì công sinh ra sẽ lớn nhất khi lực tác động cùng hướng với chuyển động của vật. Hãy giải thích vì sao.

Kết quả trên có thể được áp dụng như thế nào khi kéo (hoặc đẩy) các vật nặng?

GIẢI BÀI TẬP

Giải chi tiết bài 2.1 trang 58 sách toán 12 tập 1 kntt

Trong không gian, cho ba vectơ , , phân biệt và đều khác . Những mệnh đề nào sau đây là đúng?

a) Nếu đều cùng hướng với thì cùng hướng.

b) Nếu đều ngược hướng với thì cùng hướng.

c) Nếu đều cùng hướng với thì ngược hướng.

d) Nếu đều ngược hướng với thì ngược hướng.

Giải chi tiết bài 2.2 trang 58 sách toán 12 tập 1 kntt

Cho hình hộp chữ nhật . Tính độ dài của các vectơ .

Giải chi tiết bài 2.3 trang 58 sách toán 12 tập 1 kntt

Một chiếc bàn cân đối hình chữ nhật được đặt trên mặt sàn nằm ngang, mặt bàn song song với mặt bàn và bốn chân bàn vuông góc với mặt sàn như Hình 2.29. Trọng lực tác dụng lên bàn (biểu thị bởi vectơ ) phân tác đều qua bốn chân bàn và gây nên các phản lực từ mặt sàn lên các chân bàn (biểu thị bởi các vectơ , , , ).

a) Hãy chỉ ra mỗi quan hệ về phương và hướng của các vectơ .

b) Giải thích vì sao các vectơ đôi một bằng nhau.

Giải chi tiết bài 2.4 trang 58 sách toán 12 tập 1 kntt

Cho hình hộp . Chứng minh rằng:

a) ;

b) ;

c) .

Giải chi tiết bài 2.5 trang 58 sách toán 12 tập 1 kntt

Cho hình lăng trụ tam giác . Hãy biểu diễn các vectơ sau qua các vectơ :

a) ;

b) ;

c) .

Giải chi tiết bài 2.6 trang 58 sách toán 12 tập 1 kntt

Cho hình chóp tứ giác . Chứng minh rằng tứ giác là hình bình hành nếu và chỉ nếu .

Giải chi tiết bài 2.7 trang 58 sách toán 12 tập 1 kntt

Cho hình chóp . Trên cạnh , lấy điểm sao cho . Trên cạnh , lấy điểm sao cho . Chứng minh rằng .

Giải chi tiết bài 2.8 trang 58 sách toán 12 tập 1 kntt

Trong Giải chi tiết Luyện tập 8, ta đã biết trọng tâm của tứ diện là một điểm thỏa mãn , ở đó là trọng tâm của tam giác . Áp dụng tính chất trên để tính khoảng cách từ trọng tâm của một khối rubik (đồng chất) hình tứ diện đều đến một mặt của nó, biết rằng chiều cao của khối rubik là 8 cm (H.2.30).

Giải chi tiết bài 2.9 trang 59 sách toán 12 tập 1 kntt

Ba sợi dây không giãn với khối lượng không đáng kể được buộc chung một đầu và được kéo căng về ba hướng khác nhau (H.2.31). Nếu các lực kéo làm cho ba sợi dây ở trạng thái đứng yên thì khi đó ba sợi dây nằm trên cùng một mặt phẳng. Hãy giải thích vì sao. 

Giải chi tiết bài 2.10 trang 59 sách toán 12 tập 1 kntt

Cho hình lăng trụ tứ giác đều có độ dài mỗi cạnh đáy bằng 1 và độ dài mỗi cạnh bên bằng 2. Hãy tính góc giữa các cặp vectơ sau đây và tính tích vô hướng của mỗi cặp vectơ đó:

a) ;

b) ;

c) .

Giải chi tiết bài 2.11 trang 59 sách toán 12 tập 1 kntt

Trong không gian, cho hai vectơ cùng độ dài bằng 1. Biết rằng góc giữa hai vectơ đó là 45o, hãy tính:

a) ;

b) ;

c) .

Giải chi tiết bài 2.12 trang 59 sách toán 12 tập 1 kntt

Cho tứ diện . Chứng minh rằng: 

a) ;

b) .

Nội dung quan tâm khác

Thêm kiến thức môn học

Từ khóa tìm kiếm:

Giải SGK Toán 12 tập 1 kết nối tri thức, Giải chi tiết Toán 12 kết nối tri thức tập 1 mới, Giải Toán 12 kết nối tri thức Bài 6: Vectơ trong không gian

Bình luận

Giải bài tập những môn khác