Giải bài tập 4.65 trang 70 SBT toán 10 tập 1 kết nối

Bài tập 4.65. Cho hình thang vuông ABCD có $\widehat{DAB} = \widehat{ABC} = 90^{o}$, BC = 1, AB = 2 và AD = 3. Gọi M là trung điểm của AB.

a) Hãy biểu thị các vectơ $\overrightarrow{CM}, \overrightarrow{CD}$ theo hai vectơ $\overrightarrow{AB}$ và $\overrightarrow{AD}$.

b) Gọi N là trung điểm CD, G là trọng tâm tam giác MCD và I là điểm thuộc cạnh CD sao cho 9IC = 5ID. Chứng minh rằng A, G, I thẳng hàng.

c) Tính độ dài các đoạn thẳng AI và BI.


Trả lời:

Giải bài tập 4.65 trang 70 SBT toán 10 tập 1 kết nối

a) Có BC = 2 và AD =1

BC // AD (ABCD là hình thang vuông tại A, B)

$\Rightarrow \overrightarrow{BC} = \frac{1}{3}\overrightarrow{AD}$

Có $\overrightarrow{CM} = \overrightarrow{BM} - \overrightarrow{BC} = \frac{1}{2}\overrightarrow{AB} - \frac{1}{3}\overrightarrow{AD}$

Có $\overrightarrow{CD} = \overrightarrow{CB} + \overrightarrow{BA} + \overrightarrow{AD} = -\overrightarrow{BC} - \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AD} = -\frac{1}{3}\overrightarrow{AD} - \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AD} = \frac{2}{3}\overrightarrow{AD} - \overrightarrow{AB}$

b) Có G là trọng tâm tam giác MCD

$\Rightarrow 3\overrightarrow{AG} = \overrightarrow{AM} + \overrightarrow{AC} + \overrightarrow{AD} = \frac{1}{2}\overrightarrow{AB} + (\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC}) + \overrightarrow{AD} = \frac{2}{3}\overrightarrow{AB} + \frac{4}{3}\overrightarrow{AD}$

$\Rightarrow 6. 3\overrightarrow{AG} = 18\overrightarrow{AG} = 9\overrightarrow{AB} + 8\overrightarrow{AD}$ (1)

Có 9IC = 5ID

$\Rightarrow 9\overrightarrow{IC} + 5\overrightarrow{ID} = 0$

$\Leftrightarrow 9(\overrightarrow{AC} - \overrightarrow{AI}) + 5(\overrightarrow{AD} - \overrightarrow{AI}) = \overrightarrow{0}$

$\Leftrightarrow 14\overrightarrow{AI} = 9\overrightarrow{AC} + 5\overrightarrow{AD}$

$\Leftrightarrow 14\overrightarrow{AI} = 9(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC}) + 5\overrightarrow{AD} = 9\overrightarrow{AB} + 9.\frac{1}{3}\overrightarrow{AD} + 5\overrightarrow{AD}$

$\Leftrightarrow 14\overrightarrow{AI} = 9\overrightarrow{AB} + 8\overrightarrow{AD}$ (2)

Từ (1) và (2) suy ra $18\overrightarrow{AG} = 14\overrightarrow{AI}$

$\Rightarrow \overrightarrow{AG}$ và $\overrightarrow{AI}$ cùng hướng

Vậy ba điểm A, G, I thẳng hàng

c) Có $14\overrightarrow{AI} = 9\overrightarrow{AB} + 8\overrightarrow{AD}$ (chứng minh câu b)

$\Rightarrow (14\overrightarrow{AI})^{2} = (9\overrightarrow{AB} + 8\overrightarrow{AD})^{2} = 81\overrightarrow{AB}^{2} + 144\overrightarrow{AB} . \overrightarrow{AD} + 64\overrightarrow{AD}^{2}$

$\Rightarrow 194\overrightarrow{AI}^{2} = 81\overrightarrow{AB}^{2} + 64\overrightarrow{AD}^{2} = 81 . 4 + 64 . 9 = 900$

$\Rightarrow AI^{2} = \frac{900}{196}$

Vậy AI = $\frac{15}{7}$

Có $\overrightarrow{BI} = \overrightarrow{AI} - \overrightarrow{AB} = \frac{9}{14}\overrightarrow{AB} + \frac{4}{7}\overrightarrow{AD} - \overrightarrow{AB} = \frac{4}{7}\overrightarrow{AD} - \frac{5}{14}\overrightarrow{AB}$

$\Rightarrow BI^{2} = (\frac{4}{7}\overrightarrow{AD} - \frac{5}{14}\overrightarrow{AB})^{2} = \frac{16}{49}\overrightarrow{AD}^{2} - \frac{20}{49}\overrightarrow{AD}.\overrightarrow{AB} + \frac{25}{196}\overrightarrow{AB}^{2}$

$\Rightarrow BI^{2} = \frac{16}{49}\overrightarrow{AD}^{2} + \frac{25}{196}\overrightarrow{AB}^{2} = \frac{16}{49}. 9 + \frac{25}{196}. 4 = \frac{169}{49}$

Vậy BI = $\frac{13}{7}$


Từ khóa tìm kiếm Google: giải toán 10 kết nối tập 1, giải sách kết nối 10 môn toán tập 1, giải toán sách mới bài 10 tập 1, Bài tập cuối chương IV

Bình luận

Giải bài tập những môn khác