THCS
THCS
Bài 4.31 trang 65 Sách bài tập Toán 10 - Kết nối tri thức là một bài tập quan trọng trong chương trình học Toán lớp 10. Bài tập này yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức về vectơ, các phép toán vectơ và ứng dụng của vectơ trong hình học để giải quyết các bài toán cụ thể.
Montoan.com.vn xin giới thiệu lời giải chi tiết, dễ hiểu bài 4.31 trang 65 Sách bài tập Toán 10 - Kết nối tri thức, giúp các em học sinh nắm vững kiến thức và tự tin giải các bài tập tương tự.
a) AM vuông góc với DE. b) BE vuông góc với CD. c) Tam giác MNP là một tam giác vuông cân
Đề bài
Cho tam giác \(ABC\) có \(\widehat A < {90^ \circ }.\) Dựng ra phía ngoài tam giác hai tam giác vuông cân đỉnh \(A\) là \(ABD\) và \(ACE.\) Gọi \(M,\,\,N,\,\,P\) theo thứ tự là trung điểm \(BC,\,\,BD,\,\,CE.\) Chứng minh rằng:
a) \(AM\) vuông góc với \(DE.\)
b) \(BE\) vuông góc với \(CD.\)
c) Tam giác \(MNP\) là một tam giác vuông cân.
Phương pháp giải - Xem chi tiết
- Tính các vectơ \(\overrightarrow {AM} \) và \(\overrightarrow {DE} \) xong chứng minh tích vô hướng \(\overrightarrow {AM} .\overrightarrow {DE} = 0\)
- Tính các vectơ \(\overrightarrow {BE} \) và \(\overrightarrow {CD} \) xong chứng minh tích vô hướng \(\overrightarrow {BE} .\overrightarrow {CD} = 0\)
- Chứng minh \(MN\)//\(CD\) và \(MP\)//\(BE\)
Lời giải chi tiết
a) Ta có: \(\overrightarrow {DE} = \overrightarrow {AE} - \overrightarrow {AD} \) và \(\overrightarrow {AM} = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} } \right)\)
\( \Rightarrow \overrightarrow {AM} .\overrightarrow {DE} = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} } \right)\left( {\overrightarrow {AE} - \overrightarrow {AD} } \right)\)
\(\begin{array}{l} = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AE} - \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AD} + \overrightarrow {AC} .\overrightarrow {AE} - \overrightarrow {AC} .\overrightarrow {AD} } \right)\\ = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AE} - \overrightarrow {AC} .\overrightarrow {AD} } \right)\\ = \frac{1}{2}\left( {AB.AE.\cos \widehat {BAE} - AC.AD.\cos \widehat {CAD}} \right) = 0\end{array}\)
\( \Rightarrow \) \(\overrightarrow {AM} \bot \overrightarrow {DE} \) \( \Rightarrow \) \(AM \bot DE\)
b) Ta có: \(\overrightarrow {BE} = \overrightarrow {AE} - \overrightarrow {AB} \) và \(\overrightarrow {CD} = \overrightarrow {AD} - \overrightarrow {AC} \)
\( \Rightarrow \) \(\overrightarrow {BE} .\overrightarrow {CD} = \left( {\overrightarrow {AE} - \overrightarrow {AB} } \right)\left( {\overrightarrow {AD} - \overrightarrow {AC} } \right)\)
\(\begin{array}{l} = \overrightarrow {AE} .\overrightarrow {AD} - \overrightarrow {AE} .\overrightarrow {AC} - \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AD} + \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} \\ = \overrightarrow {AE} .\overrightarrow {AD} + \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} \\ = AE.AD.\cos \widehat {DAE} + AB.AC.\cos \widehat {BAC}\\ = AE.AD.\cos \widehat {DAE} + AB.AC.\cos \left( {{{180}^ \circ } - \widehat {DAE}} \right) = 0\end{array}\)
\( \Rightarrow \) \(\overrightarrow {BE} \bot \overrightarrow {CD} \) \( \Rightarrow \) \(BE \bot CD\)
c) Ta có: \(MN\) và \(MP\) lần lượt là đường trung bình của \(\Delta BCD\) và \(\Delta ACE\)
\( \Rightarrow \) \(MN\)//\(CD\) và \(MP\)//\(BE\)
mặt khác \(CD \bot BE\) (cm câu b)
\( \Rightarrow \) \(MN \bot MP\)
\( \Rightarrow \) \(\Delta MNP\) vuông tại \(M\)
+
Xét \(\Delta ADC\) và \(\Delta ABE\) ta có:
\(AD = AB\)
\(AC = AE\)
\(\widehat {DAC} = \widehat {BAE} = {90^o} + \widehat {BAC}\)
\( \Rightarrow \Delta ADC = \Delta ABE\) (cạnh góc cạnh)
\( \Rightarrow DC = BE\)
Lại có: \(MN = \frac{1}{2}DC\) (do M, N là trung điểm BD, BC)
\(MP = \frac{1}{2}BE\) (do M, N là trung điểm CB, CE)
\( \Rightarrow MN = MP\)
Vậy tam giác MNP vuông cân tại M.
Bài 4.31 trang 65 Sách bài tập Toán 10 - Kết nối tri thức thuộc chương trình học về vectơ trong không gian. Để giải bài tập này, học sinh cần nắm vững các kiến thức cơ bản sau:
Trước khi đi vào giải bài tập, chúng ta cần phân tích đề bài một cách kỹ lưỡng để xác định rõ yêu cầu và các dữ kiện đã cho. Thông thường, đề bài sẽ cung cấp một hình vẽ hoặc một mô tả về các điểm, đường thẳng, mặt phẳng trong không gian. Dựa vào đó, chúng ta cần xác định các vectơ liên quan và mối quan hệ giữa chúng.
(Phần này sẽ chứa lời giải chi tiết của bài tập, bao gồm các bước giải, các công thức sử dụng và các giải thích rõ ràng. Lời giải sẽ được trình bày một cách logic và dễ hiểu, giúp học sinh nắm vững phương pháp giải bài tập.)
Ví dụ, nếu bài tập yêu cầu chứng minh một đẳng thức vectơ, chúng ta cần sử dụng các quy tắc biến đổi vectơ để đưa đẳng thức về dạng đơn giản hơn. Nếu bài tập yêu cầu tính độ dài của một vectơ, chúng ta cần sử dụng công thức tính độ dài của vectơ.
Ngoài bài 4.31 trang 65, còn rất nhiều bài tập tương tự về vectơ trong không gian. Để giải các bài tập này, chúng ta có thể áp dụng các phương pháp sau:
Khi giải bài tập về vectơ, chúng ta cần lưu ý những điều sau:
Vectơ không chỉ là một khái niệm trừu tượng trong toán học mà còn có rất nhiều ứng dụng trong thực tế, chẳng hạn như:
Hy vọng với lời giải chi tiết và hướng dẫn giải bài tập về vectơ trên đây, các em học sinh sẽ nắm vững kiến thức và tự tin giải các bài tập tương tự. Chúc các em học tập tốt!
