Skip to content

Cộng đồng học tập lớp 12

  • Thi đấu
  • Sitemap

Cộng đồng học tập lớp 12

  • Home » 
  • Giải SGK Toán 12 – Kết nối

Giải SGK Toán 12 Bài 8 (Kết nối tri thức): Biểu thức toạ độ của các phép toán vectơ

By Admin Lop12.com 18/02/2025

Giải bài tập Toán 12 Bài 8: Biểu thức toạ độ của các phép toán vectơ

I. Biểu thức tọa độ của phép cộng hai vectơ, phép trừ hai vectơ, phép nhân một số với một vectơ

HĐ1 trang 67 Toán 12 Tập 1: Trong không gian Oxyz, cho hai vectơ a→=(1;0;5) và b→=(1;3;9).

a) Biểu diễn hai vectơ a→ và b→ qua các vectơ đơn vị i→,j→,k→.

b) Biểu diễn hai vectơ a→+b→ và 2a→ qua các vectơ đơn vị i→,j→,k→, từ đó xác định tọa độ của hai vectơ đó.

Lời giải:

a) Ta có: a→=(1;0;5)=i→+5k→; b→=(1;3;9)=i→+3j→+9k→.

b) Ta có: a→+b→=i→+5k→+i→+3j→+9k→=2i→+3j→+14k→. Do đó, a→+b→=(2;3;14)

2a→=2(i→+5k→)=2i→+10k→. Do đó, 2a→=(2;0;10)

Câu hỏi trang 67 Toán 12 Tập 1: Nếu tọa độ của vectơ a→ là (x; y; z) thì tọa độ của vectơ đối của a→ là gì?

Lời giải:

Vectơ đối của a→ là −a→.

Tọa độ của vectơ đối của a→ là: (−x;−y;−z).

Luyện tập 1 trang 68 Toán 12 Tập 1: Trong không gian Oxyz, cho ba vectơ u→=(1;8;6),v→=(−1;3;−2) và w→=(0;5;4). Tìm tọa độ của vectơ u→−2v→+w→.

Lời giải:

u→−2v→+w→=(1;8;6)−2(−1;3;−2)+(0;5;4)=(1+2;8−6+5;6+4+4)=(3;7;14)

HĐ2 trang 68 Toán 12 Tập 1: Trong không gian Oxyz, cho tam giác ABC có A(xA;yA;zA),B(xB;yB;zB) và C(xC;yC;zC).

a) Gọi M là trung điểm của đoạn thẳng AB. Tìm tọa độ của M theo tọa độ của A và B.

b) Gọi G là trọng tâm của tam giác ABC. Tìm tọa độ của G theo tọa độ của A và B và C.

Lời giải:

Ta có: OA→=(xA;yA;zA),OB→=(xB;yB;zB),OC→=(xC;yC;zC)

a) Vì M là trung điểm của AB nên OM→=12(OA→+OB→)⇒{xM=xA+xB2yM=yA+yB2zM=zA+zB2.

Do đó, M(xA+xB2;yA+yB2;zA+zB2).

b) Vì G là trọng tâm của tam giác ABC nên OG→=13(OA→+OB→+OC→)

⇒{xG=xA+xB+xC3yG=yA+yB+yC3zG=zA+zB+zC3. Do đó, G(xA+xB+xC3;yA+yB+yC3;zA+zB+zC3).

Luyện tập 2 trang 69 Toán 12 Tập 1: Trong không gian Oxyz, cho ba điểm A(2;9;−1),B(9;4;5) và G(3;0;4). Tìm tọa độ điểm C sao cho tam giác ABC nhận G là trọng tâm.

Lời giải:

Để G là trọng tâm của tam giác ABC thì

{xG=xA+xB+xC3yG=yA+yB+yC3zG=zA+zB+zC3⇒{xC=3xG−xA−xB=3.3−2−9=−2yC=3yG−yA−yB=3.0−9−4=−13zC=3zG−zA−zB=3.4+1−5=8

Vậy C(−2;−13;8)

2. Biểu thức tọa độ của tích vô hướng

HĐ3 trang 69 Toán 12 Tập 1: Trong không gian Oxyz, cho hai vectơ a→=x; y; z và b→=x‘; y‘; z‘

a) Giải thích vì sao i→.i→=1và i→.j→=i→. k→=0

b) Sử dụng biểu diễn a→=xi→+yj→+zk→ để tính các tích vô hướng a→.i→; a→. j→; a→. k→

c) Sử dụng biểu diễn b→=x‘i→+y‘j→+z‘k→ để tính tích vô hướng a→.b→

Lời giải:

a) Ta có: i→.i→=|i→|.|i→|.cos⁡00=|i→|2=1

Vì i→⊥j→⇒i→.j→=0;i→⊥k→⇒i→.k→=0

b) Ta có: a→.i→=(xi→+yj→+zk→)i→=x.i→2+y.j→.i→+z.k→.i→=x

a→.j→=(xi→+yj→+zk→)j→=xi→.j→+yj→2+zk→.j→=y

a→.k→=(xi→+yj→+zk→).k→=xi→.k→+yj→.k→+z.k→2=z

c) Ta có: a→.b→=(xi→+yj→+zk→).(x′i→+y′j→+z′k→)

=xx′i→2+xy′.i→.j→+xz′i→.k→+x′y.i→.j→+yy′.j→2+yz′j→.k→+zx′.k→.i→+zy′.k→j→+zz′k→2

Mà i→.k→=0;i→.j→=0;j→.k→=0 nên: a→.b→=xx′+yy′+zz′

Luyện tập 3 trang 69 Toán 12 Tập 1: Trong ví dụ 3, tính a→+b→2

Lời giải:

Ta có: a→2=12+42+22=21;b→2=(−4)2+12+0=17;a→.b→=0

Do đó, (a→+b→)2=a→2+2.a→.b→+b→2=21+2.0+17=38

Luyện tập 4 trang 70 Toán 12 Tập 1: Trong không gian Oxyz, cho A(0; 2; 1), B(3; -2; 1) và C(-2; 5; 7).

a) Tính chu vi của tam giác ABC.

b) Tính BAC^

Lời giải:

a) Ta có: AB→(3;−4;0)⇒AB=32+(−4)2=5;

AC→(−2;3;6)⇒AC=(−2)2+32+62=7

Vậy chu vi tam giác ABC là:

b) Vì cos⁡(AB→;AC→)=AB→.AC→|AB→|.|AC→|=3.(−2)+(−4).3+0.65.7=−1835⇒cos⁡(AB→;AC→)≈120,90

Nên BAC^=1800−120,90=59,10.

3. Vận dụng tọa độ của vectơ trong một số bài toán có liên quan đến thực tiễn

Luyện tập 5 trang 71 Toán 12 Tập 1: Với các giả thiết như trong Ví dụ 5, hãy xác định tọa độ của các chiếc máy bay sau 10 phút tiếp theo (tính từ thời điểm máy bay ở điểm B).

Lời giải:

Gọi D(x; y; z) là vị trí của máy bay sau 10 phút bay tiếp theo (tính từ thời điểm máy bay ở điểm B). Vì hướng của máy bay không đổi nên AB→ và BD→ cùng hướng. Do vận tốc máy bay không đổi và thời gian bay từ A đến B bằng thời gian bay từ B đến D nên AB=BD. Do đó, BD→=AB→=(140;50;1).

Mặt khác: BD→=(x−940;y−550;z−8) nên {x−940=140y−550=50z−8=1⇔{x=1080y=600z=9

Vậy D(1 080; 600; 9). Vậy tọa độ của máy bay trong 10 phút tiếp theo là (1 080; 600; 9).

Luyện tập 6 trang 71 Toán 12 Tập 1: Trong tình huống mở đầu, hãy tính độ lớn của góc α.

Lời giải:

Tài liệu VietJack

Theo Ví dụ 6 ta có: A′B′→=(−120;0;300);|A′B′→|=6029cm,O′(0;450;0),A′(240;450;0)

Do đó, A′O′→=(−240;0;0)⇒|A′O′→|=240cm

Ta có: cos⁡(A′B′→;A′O′→)=A′B′→.A′O′→|A′B′→|.|A′O′→|=(−120)(−240)+0.0+300.06029.240=22929

⇒B′A′O′^≈680. Vậy α≈680

Luyện tập 7 trang 72 Toán 12 Tập 1: Trong Ví dụ 7, khinh khí cầu thứ nhất hay thứ hai ở xa điểm xuất phát hơn? Giải thích vì sao.

Lời giải:

Theo Ví dụ 7 ta có, khinh khí cầu thứ nhất có tọa độ là A(2; 1; 0,5), khinh khí cầu thứ hai có tọa độ là B(−1;−1,5;0,8).

Ta có: OA=22+12+0,52=212km, OB=(−1)2+(−1,5)2+0,82=38910km.

Vì gốc O đặt tại điểm xuất phát và OA>OB nên khinh khí cầu thứ hai gần điểm xuất phát hơn.

Bài tập (trang 72)

Đề bài

Bài 2.20 trang 72 Toán 12 Tập 1: Trong không gian Oxyz, cho ba vectơ a→=(3;1;2), b→=(−3;0;4) và c→=(6;−1;0)

a) Tìm tọa độ của các vectơ a→+b→+c→ và 2a→−3b→−5c→.

b) Tính các tích vô hướng a→.(−b→) và (2a→).c→.

Lời giải:

a) a→+b→+c→=(3+(−3)+6;1+0−1;2+4+0)=(6;0;6)

2a→−3b→−5c→=(2.3−3.(−3)−5.6;2.1−3.0−5.(−1);2.2−3.4−5.0)=(−15;7;−8)

b) a→(−b→)=−a→.b→=−(3.(−3)+1.0+2.4)=1

Ta có: 2a→=(6;2;4) nên (2a→).c→=6.6+2.(−1)+4.0=34

Bài 2.21 trang 72 Toán 12 Tập 1: Trong không gian Oxyz, cho ba vectơ a→=(3;1;2), b→=(−3;0;4) và c→=(6;−1;0)

a) Tìm tọa độ của các vectơ a→+b→+c→ và 2a→−3b→−5c→.

b) Tính các tích vô hướng a→.(−b→) và (2a→).c→.

Lời giải:

a) Ta có: MN→=(4−(−4);−4−3;2−3)=(8;−7;−1),MP→(7;3;−4)

Vì 87≠−73≠−1−4 nên hai vectơ MN→,MP→ không cùng phương. Do đó, ba điểm M, N, P không thẳng hàng.

b)

 Giải SGK Toán 12 Bài 8 (Kết nối tri thức): Biểu thức toạ độ của các phép toán vectơ (ảnh 1)

Ta có: NM→(−8;7;1),NP→(−1;10;−3).

Suy ra: NM→+NP→=((−8)+(−1);7+10;1−3)=(−9;17;−2)

Gọi tọa độ điểm Q là Q(x; y; z), ta có: NQ→(x−4;y+4;z−2)

Để tứ giác MNPQ là hình bình hành thì NM→+NP→=NQ→

Suy ra: {x−4=−9y+4=17z−2=−2⇒{x=−5y=13z=0. Vậy Q(−5;13;0)

c) Ta có: NM=|NM→|=(−8)2+72+12=114, NP=|NP→|=(−1)2+102+(−3)2=110

Vậy chu vi hình bình hành MNPQ là: C=2(NP+NM)=2(114+110)

Bài 2.22 trang 72 Toán 12 Tập 1: Trong không gian Oxyz, cho tam giác ABC có A(1;0;1),B(0;−3;1) và C(4;−1;4).

a) Tìm tọa độ trọng tâm của tam giác ABC.

b) Chứng minh rằng BAC^=900.

c) Tính ABC^.

Lời giải:

a) Gọi G là trọng tâm của tam giác ABC. Khi đó, {xG=xA+xB+xC3=53yG=yA+yB+yC3=−43zG=zA+zB+zC3=2.

Vậy tọa độ trọng tâm của tam giác ABC là: G(53;−43;2).

b) Ta có: AB→(−1;−3;0),AC→(3;−1;3)

Vì AB→.AC→=(−1).3+(−3)(−1)+0.3=0 nên AB→⊥AC→. Do đó, BAC^=900.

c) Ta có: BA=12+32=10;AC=32+(−1)2+32=19

Vì tam giác ABC vuông tại A nên tan⁡ABC^=ACBA=1910⇒ABC^≈540

Bài 2.23 trang 72 Toán 12 Tập 1: Một phòng học có thiết kế dạng hình hộp chữ nhật với chiều dài là 8m, chiều rộng là 6m và chiều cao là 3m. Một chiếc đèn được treo tại chính giữa trần nhà của phòng học. Xét hệ trục tọa độ Oxyz có gốc O trùng với một góc phòng và mặt phẳng (Oxy) trùng với mặt sàn, đơn vị đo được lấy theo mét (H.2.51). Hãy tìm tọa độ của điểm treo đèn.

Giải SGK Toán 12 Bài 8 (Kết nối tri thức): Biểu thức toạ độ của các phép toán vectơ (ảnh 2)

Lời giải:

Giải SGK Toán 12 Bài 8 (Kết nối tri thức): Biểu thức toạ độ của các phép toán vectơ (ảnh 3)

Đặt tên các điểm như hình vẽ.

Khi đó, O′(0;0;3),B′(8;6;3).

Vì phòng học thiết kế dạng hình hộp chữ nhật nên hình O’C’B’A’ là hình chữ nhật. Gọi là giao điểm của hai đường chéo O’B’ và A’C’ nên I là trung điểm của O’B’.

Vì đèn được treo tại chính giữa trần nhà của phòng học nên đèn trùng với I.

Do đó: {xI=xO′+xB′2=4yI=yO′+yB′2=3zI=zO′+zB′2=3. Suy ra, I(4; 3; 3). Vậy tọa độ của điểm treo đèn là (4; 3; 3).

Bài 2.24 trang 72 Toán 12 Tập 1: Trong không gian, xét hệ tọa độ Oxyz có gốc O trùng với vị trí của một giàn khoan trên biển, mặt phẳng (Oxy) trùng với mặt biển (được coi là phẳng) với trục Ox hướng về phía tây, trục Oy hướng về phía nam và trục Oz hướng thẳng đứng lên trời (H.2.52). Đơn vị đo trong không gian Oxyz lấy theo kilômét. Một chiếc ra đa đặt tại giàn khoan có phạm vi theo dõi là 30km. Hỏi ra đa có thể phát hiện được một chiếc tàu thám hiểm có tọa độ là (25; 15; -10) đối với hệ tọa độ nói trên hay không? Hãy giải thích vì sao.

Giải SGK Toán 12 Bài 8 (Kết nối tri thức): Biểu thức toạ độ của các phép toán vectơ (ảnh 5)

Lời giải:

Vì OM→(25;15;−10)⇒OM=252+152+(−10)2=538>30

Do đó, ra đa không thể phát hiện được một chiếc tàu thám hiểm có tọa độ là (25; 15; -10) đối với hệ tọa độ nói trên.

Xem thêm các bài giải bài tập Toán lớp 12 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 7. Hệ trục toạ độ trong không gian

Bài 8. Biểu thức toạ độ của các phép toán vectơ

Bài tập cuối chương 2

Bài 9. Khoảng biến thiên và khoảng tứ phân vị

Bài 10. Phương sai và độ lệch chuẩn

Bài tập cuối chương 3

Lý thuyết Biểu thức toạ độ của các phép toán vectơ

1. Biểu thức tọa độ của phép cộng hai vecto, phép trừ hai vecto, phép nhân một số với một vecto

Các phép toán vecto cơ bản

Trong không gian Oxyz, cho hai vecto a→=(x;y;z) và b→=(x′;y′;z′). Ta có:

a→+b→=(x+x′;y+y′;z+z′)

a→−b→=(x−x′;y−y′;z−z′)

ka→=(kx;ky;kz) với k là một số thực

 Công thức tính tọa độ trung điểm đoạn thẳng và trọng tâm tam giác

Trong không gian Oxyz, cho ba điểm không thẳng hàngA(xA;yA;zA),B(xB;yB;zB),C(xC;yC;zC). Khi đó:

Tọa độ trung điểm của đoạn thẳng AB là(xA+xB2;yA+yB2;zA+zB2)

Tọa độ trọng tâm tam giác ABC là(xA+xB+xC2;yA+yB+yC2;zA+zB+zC2)

 2. Biểu thức tọa độ của tích vô hướng

Trong không gian Oxyz, tích vô hướng của hai vecto a→=(x;y;z) và b→=(x′;y′;z′) được xác định bởi công thức a→⋅b→=xx′+yy′+zz′

 3. Vận dụng tọa độ của vecto trong một số bài toán có liên quan đến thực tiễn

Ví dụ: Trong không gian với một hệ trục cho trước (đơn vị đo km), ra đa phát hiện một chiếc máy bay di chuyển với vận tốc và hướng không đổi từ điểm A(800;500;7) đến điểm B (940;550;8) trong 10 phút. Nếu máy bay tiếp tục giữ nguyên vận tốc và hướng bay thì tọa độ của máy bay sau 5 phút tiếp theo là gì?

Giải

Gọi C(x;y;z) là vị trí của máy bay sau 5 phút tiếp theo. Vì hướng của máy bay không đổi nên AB→ và BC→ cùng hướng. Do vận tốc bay không đổi và thời gian bay từ A đến B gấp đôi thời gian bay từ B đến C nên AB = 2 BC

Do đó,BC→=12AB→=(940−8002;550−5002;8−72)=(70;25;0,5)

Mặt khác,  nên {x−940=70y−550=25z−8=0,5

Từ đó {x=1010y=575z=8,5 và vì vậy C(1010;575;8,5)

Vậy tọa độ của máy bay sau 5 phút tiếp theo là (1010;575;8,5)

Tags : Tags 1. Giải sgk Toán 12 Kết nối tri thức | Giải bài tập Toán 12 Kết nối tri thức Tập 1   chi tiết)   Tập 2 (hay
Share
facebookShare on Facebook

Bài liên quan

Giải SGK Toán 12 (Kết nối tri thức): Độ dài gang tay (gang tay của bạn dài bao nhiêu?)

Giải SGK Toán 12 Bài 11 (Kết nối tri thức): Nguyên hàm

Giải SGK Toán 12 Bài 1 (Kết nối tri thức): Tính đơn điệu và cực trị của hàm số

Giải SGK Toán 12 Bài 12 (Kết nối tri thức): Tích phân

Giải SGK Toán 12 Bài 2 (Kết nối tri thức): Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số

Giải SGK Toán 12 Bài 13 (Kết nối tri thức): Ứng dụng hình học của tích phân

Giải SGK Toán 12 Bài 3 (Kết nối tri thức): Đường tiệm cận của đồ thị hàm số

Giải SGK Toán 12 (Kết nối tri thức): Bài tập cuối chương 4 trang 27

Mục lục

  1. Giải SGK Toán 12 Bài 1 (Kết nối tri thức): Tính đơn điệu và cực trị của hàm số
  2. Giải SGK Toán 12 Bài 2 (Kết nối tri thức): Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số
  3. Giải SGK Toán 12 Bài 3 (Kết nối tri thức): Đường tiệm cận của đồ thị hàm số
  4. Giải SGK Toán 12 Bài 4 (Kết nối tri thức): Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số
  5. Giải SGK Toán 12 Bài 5 (Kết nối tri thức): Ứng dụng đạo hàm để giải quyết một số vấn đề liên quan đến thực tiễn
  6. Giải SGK Toán 12 (Kết nối tri thức): Bài tập cuối chương 1 trang 42
  7. Giải SGK Toán 12 Bài 6 (Kết nối tri thức): Vectơ trong không gian
  8. Giải SGK Toán 12 Bài 7 (Kết nối tri thức): Hệ trục toạ độ trong không gian
  9. Giải SGK Toán 12 (Kết nối tri thức): Bài tập cuối chương 2 trang 73
  10. Giải SGK Toán 12 Bài 9 (Kết nối tri thức): Khoảng biến thiên và khoảng tứ phân vị
  11. Giải SGK Toán 12 Bài 10 (Kết nối tri thức): Phương sai và độ lệch chuẩn
  12. Giải SGK Toán 12 (Kết nối tri thức): Bài tập cuối chương 3 trang 85
  13. Giải SGK Toán 12 (Kết nối tri thức): Khảo sát và vẽ đồ thị hàm số với phần mềm GeoGebra
  14. Giải SGK Toán 12 (Kết nối tri thức): Vẽ vectơ tổng của ba vectơ trong không gian bằng phần mêm GeoGebra
  15. Giải SGK Toán 12 (Kết nối tri thức): Độ dài gang tay (gang tay của bạn dài bao nhiêu?)
  16. Giải SGK Toán 12 Bài 11 (Kết nối tri thức): Nguyên hàm
  17. Giải SGK Toán 12 Bài 12 (Kết nối tri thức): Tích phân
  18. Giải SGK Toán 12 Bài 13 (Kết nối tri thức): Ứng dụng hình học của tích phân
  19. Giải SGK Toán 12 (Kết nối tri thức): Bài tập cuối chương 4 trang 27
  20. Giải SGK Toán 12 Bài 14 (Kết nối tri thức): Phương trình mặt phẳng
  21. Giải SGK Toán 12 Bài 15 (Kết nối tri thức): Phương trình đường thẳng trong không gian
  22. Giải SGK Toán 12 Bài 16 (Kết nối tri thức): Công thức tính góc trong không gian
  23. Giải SGK Toán 12 Bài 17 (Kết nối tri thức): Phương trình mặt cầu
  24. Giải SGK Toán 12 (Kết nối tri thức): Bài tập cuối chương 5 trang 61
  25. Giải SGK Toán 12 Bài 18 (Kết nối tri thức): Xác suất có điều kiện
  26. Giải SGK Toán 12 Bài 19 (Kết nối tri thức): Công thức xác suất toàn phần và công thức Bayes
  27. Giải SGK Toán 12 (Kết nối tri thức): Bài tập cuối chương 6 trang 79
  28. Giải SGK Toán 12 (Kết nối tri thức): Tính nguyên hàm và tích phân với phần mềm GeoGebra. Tính gần đúng tích phân bằng phương pháp hình
  29. Giải SGK Toán 12 (Kết nối tri thức): Vẽ đồ hoạ 3D với phần mềm GeoGebra

  • Quên mật khẩu
  • Login
  • Đăng ký
Copyright © 2025 Cộng đồng học tập lớp 12
Back to Top
Menu
  • Thi đấu
  • Sitemap
Tài khoản

  • Đăng ký
  • Lost your password ?