Giải SBT Toán 12 Chân trời sáng tạo Bài 3. Biểu thức tọa độ của các phép toán vectơ có đáp án
10 câu hỏi
Tìm tọa độ ba vectơ \(\overrightarrow a ,\overrightarrow b ,\overrightarrow c \) thỏa mãn \(\overrightarrow a = 2\overrightarrow i + 3\overrightarrow j - 5\overrightarrow k \), \(\overrightarrow b = - 3\overrightarrow j + 4\overrightarrow k \), \(\overrightarrow c = - \overrightarrow i - 2\overrightarrow j \).
Ta có: \(\overrightarrow a = 2\overrightarrow i + 3\overrightarrow j - 5\overrightarrow k \) suy ra \(\overrightarrow a \) = (2; 3; −5).
\(\overrightarrow b = - 3\overrightarrow j + 4\overrightarrow k \) suy ra \(\overrightarrow b \) = (0; −3; 4).
\(\overrightarrow c = - \overrightarrow i - 2\overrightarrow j \) suy ra \(\overrightarrow c \) = (−1; −2; 0).
Cho hình bình hành OABD có \(\overrightarrow {OA} \) = (−1; 1; 0) và \(\overrightarrow {OB} \) = (1; 1; 0) với O là gốc tọa độ. Tìm tọa độ của điểm D.
Do OABD là hình bình hành với O là gốc tọa độ, nên
\(\overrightarrow {OD} = \overrightarrow {AB} = \overrightarrow {OB} - \overrightarrow {OA} = \left( {\overrightarrow i + \overrightarrow j } \right) - \left( { - \overrightarrow i + \overrightarrow j } \right) = 2\overrightarrow i \)
Suy ra \(\overrightarrow {OD} \) = (2; 0; 0) hay D(2; 0; 0).
Cho hình tứ diện OABC có G(3; −3; 6) là trọng tâm. Tìm tọa độ điểm A thỏa mãn \(\overrightarrow {AB} \) = (1; 2; 3) và \(\overrightarrow {AC} \) = (−1; 4; −2).
Gọi A(a; b; c).
Có G là trọng tâm nên \(\overrightarrow {GA} + \overrightarrow {GB} + \overrightarrow {GC} + \overrightarrow {GO} = \overrightarrow 0 \)
⇔\(\overrightarrow {GA} + \left( {\overrightarrow {GA} + \overrightarrow {AB} } \right) + \left( {\overrightarrow {GA} + \overrightarrow {AC} } \right) + \left( {\overrightarrow {GA} + \overrightarrow {AO} } \right) = \overrightarrow 0 \)
⇔ \(\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} + \overrightarrow {AO} = 4\overrightarrow {AG} \)
Ta có: \(\overrightarrow {AB} \) = (1; 2; 3), \(\overrightarrow {AC} \) = (−1; 4; −2), \(\overrightarrow {AO} \) = (−a; −b; −c),
⇒ \(\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} + \overrightarrow {AO} \) = (−a; 6 – b; 1 – c).
\(\overrightarrow {AG} \) = (3 – a; −3 – b; 6 – c) ⇒ \(4\overrightarrow {AG} \) = (12 – 4a; −12 – 4b; 24 – 4c).
Do đó, \(\left\{ \begin{array}{l} - a = 12 - 4a\\6 - b = - 12 - 4a\\1 - c = 24 - 4c\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 4\\b = - 6\\c = \frac{{23}}{3}\end{array} \right.\) ⇒ A\(\left( {4; - 6;\frac{{23}}{3}} \right)\).
Cho hình hộp ABCD.A'B'C'D' có A(2; 4; 0), B(4; 0; 0), C(−1; 4; −7) và D'(6; 8; 10). Tìm tọa độ của điểm B'.
Do ABCD.A'B'C'D' là hình hộp nên ta có \(\overrightarrow {AB} = \overrightarrow {DC} = (2; - 4;0)\).
Gọi D(x; y; z) suy ra \(\left\{ \begin{array}{l} - 1 - x = 2\\4 - y = - 4\\ - 7 - z = 0\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = - 3\\y = 8\\z = - 7\end{array} \right.\)⇒ D(−3; 8; −7).
Ta có: \(\overrightarrow {BB'} = \overrightarrow {DD'} = \left( {9;0;17} \right)\)
Gọi B'(a; b; c) suy ra \(\left\{ \begin{array}{l}a - 4 = 9\\b - 0 = 0\\c - 0 = 17\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 13\\b = 0\\c = 17\end{array} \right.\)⇒ B'(13; 0; 17).
Cho điểm A(2; 2; 1). Tính độ dài đoạn thẳng OA.
Ta có: A(2; 2; 1), suy ra OA = \(\left| {\overrightarrow {OA} } \right|\) = \(\sqrt {{2^2} + {2^2} + {1^2}} \) = 3.
Vậy OA = 3.
Cho điểm A(1; 2; 3). Tính khoảng cách từ A đến trục Oy.
Hình chiếu của A(1; 2; 3) trên trục Oy là A'(0; 2; 0).
Khoảng cách từ A trên trục Oy là AA' = \(\sqrt {{{\left( {1 - 0} \right)}^2} + {{\left( {2 - 2} \right)}^2} + {{\left( {3 - 0} \right)}^2}} \) = \(\sqrt {10} \).
Cho điểm M(3; −1; 2). Tìm:
a) Tọa độ điểm M' là điểm đối xứng của điểm M qua gốc tọa độ O.
b) Tọa độ điểm O' là điểm đối xứng của điểm O qua điểm M.
c) Khoảng cách từ M đến gốc tọa độ.
d) Khoảng cách từ M đến mặt phẳng (Oxz).
a) Tọa độ điểm M' là điểm đối xứng của điểm M qua gốc tọa độ O là M'(−3; 1; −2).
b) O' là điểm đối xứng của điểm O qua điểm M suy ra M là trung điểm của OO'.
Gọi O'(x; y; z) nên
\(\left\{ \begin{array}{l}\frac{{x + 0}}{2} = 3\\\frac{{y + 0}}{2} = - 1\\\frac{{z + 0}}{2} = 2\end{array} \right.\)⇒O'(6; −2; 4).
c) Khoảng cách từ M đến gốc tọa độ là MO = \(\sqrt {{{\left( {3 - 0} \right)}^2} + {{\left( { - 1 - 0} \right)}^2} + {{\left( {2 - 0} \right)}^2}} \) = \(\sqrt {14} \).
d) Mặt phẳng (Oxz) là y = 0.
Khoảng cách từ M đến mặt phẳng (Oxz) là d(M, (Oxz)) = \(\frac{{\left| {3.0 + 1.\left( { - 1} \right) + 2.0} \right|}}{{\sqrt {{0^2} + {1^2} + {0^2}} }}\) = 1.
Cho ba điểm A(0; 2; −1), B(−5; 4; 2), C(−1; 0; 5). Tìm tọa độ trọng tâm G của tam giác ABC.
Gọi G(x; y; z) là trọng tâm tam giác ABC.
Ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l}x = \frac{{0 + \left( { - 5} \right) + \left( { - 1} \right)}}{3} = - 2\\y = \frac{{2 + 4 + 0}}{3} = 2\\z = \frac{{ - 1 + 2 + 5}}{3} = 2\end{array} \right.\)⇒ G(−2; 2; 2).
Vậy G(−2; 2; 2).
Cho điểm M(a; b; c). Gọi A, B, C theo thứ tự là điểm đối xứng của điểm M qua các mặt phẳng (Oxy), (Oyz), (Oxz). Tìm tọa độ trọng tâm tam giác ABC.
Ta có A đối xứng với M qua mặt phẳng (Oxy) nên A(a; b; −c).
B đối xứng với M qua mặt phẳng (Oyz) nên B(−a; b; c).
C đối xứng với M qua mặt phẳng (Oxz) nên C(a; −b; c).
Gọi G(x; y; z) là trọng tâm tam giác ABC.
Do đó,
\(\left\{ \begin{array}{l}x = \frac{{a + \left( { - a} \right) + a}}{3} = \frac{a}{3}\\y = \frac{{b + b + \left( { - b} \right)}}{3} = \frac{b}{3}\\z = \frac{{ - c + c + c}}{3} = \frac{c}{3}\end{array} \right.\)⇒ G\(\left( {\frac{a}{3};\frac{b}{3};\frac{c}{3}} \right)\).
Một nhân viên đang sử dụng phần mềm để thiết kế khung của một ngôi nhà trong không gian Oxyz được minh họa như Hình 3. Cho biết OABC.DEFH là hình hộp chữ nhật và EMF.DNH là hình lăng trụ đứng.
a) Tìm tọa độ các điểm B, F, H.
b) Tìm tọa độ các vectơ \(\overrightarrow {ME} ,\overrightarrow {MF} \).
c) Tính số đo \(\widehat {EMF}\).
a) Ta có OABC là hình chữ nhật nên \(\overrightarrow {OA} = \overrightarrow {CB} = \left( {6;0;0} \right)\) ⇒ B(6; 4; 0).
AEFB là hình chứ nhật nên \(\overrightarrow {AE} = \overrightarrow {BF} = \left( {0;0;4} \right)\) ⇒ F(6; 4; 4).
DEFH là hình chữ nhật nên \(\overrightarrow {ED} = \overrightarrow {FH} = \left( {6;0;0} \right)\) ⇒ H(12; 4; 4).
b) Ta có: \(\overrightarrow {ME} \) = (0; −2; −2); \(\overrightarrow {MF} \) = (0; 2; −2).
c) Ta có: cos\(\widehat {EMF}\) = \(\frac{{\overrightarrow {ME} .\overrightarrow {MF} }}{{\left| {\overrightarrow {ME} } \right|.\left| {\overrightarrow {MF} } \right|}} = \frac{{0.0 + \left( { - 2} \right).2 + \left( { - 2} \right).\left( { - 2} \right)}}{{\sqrt {{0^2} + {{\left( { - 2} \right)}^2} + {{\left( { - 2} \right)}^2}} .\sqrt {{0^2} + {2^2} + {{\left( { - 2} \right)}^2}} }} = 0\).
⇒ \(\widehat {EMF}\) = 90°.
