Cộng đồng chia sẻ tri thức Lib24.vn

§4. Hệ trục tọa độ

Lý thuyết
Mục lục
* * * * *

Bài 1 (SGK trang 26)

Trên trục \(\left(O,\overrightarrow{e}\right)\) cho các điểm A, B, M, N có tọa độ lần lượt là -1, 2, 3, -2.

a) Hãy vẽ trục và biểu diễn các điểm đã cho trên trục

b) Tính độ dài đại số của \(\overrightarrow{AB}\) và \(\overrightarrow{MN}\). Từ đó suy ra hai vectơ \(\overrightarrow{AB}\) và \(\overrightarrow{MN}\) ngược hướng 

Hướng dẫn giải

a)

b) Đáp số: = 3; = -5. Từ đây ta có = 3, = -5 và suy ra = - => là hai vectơ ngược hướng.

Bài 2 (SGK trang 26)

Trong mặt phẳng tọa độ các mệnh đề sau đúng hay sai ?

a) \(\overrightarrow{a}=\left(-3;0\right)\) và \(\overrightarrow{i}=\left(1;0\right)\) là hai vectơ ngược hướng

b) \(\overrightarrow{a}=\left(3;4\right)\) và \(\overrightarrow{b}=\left(-3;-4\right)\) là hai vectơ đối nhau

c) \(\overrightarrow{a}=\left(5;3\right)\) và \(\overrightarrow{b}=\left(3;5\right)\) là hai vectơ đối nhau

d) Hai vectơ bằng nhau khi và chỉ khi chúng có hoành độ bằng nhau và tung độ bằng nhau

Hướng dẫn giải

a) Đúng b) Đúng

c) Hai vectơ = ( 5; 3) và = (3; 5) không cùng phương nên không thể đối nhau, do vậy câu c) sai

d) Đúng

Bài 3 (SGK trang 26)

Tìm tọa độ của hai vectơ sau :

a) \(\overrightarrow{a}=2\overrightarrow{i}\)

b) \(\overrightarrow{b}=-3\overrightarrow{j}\)

c) \(\overrightarrow{c}=3\overrightarrow{i}+4\overrightarrow{j}\)

d) \(\overrightarrow{d}=0,2\overrightarrow{i}+\sqrt{3}\overrightarrow{j}\)

Hướng dẫn giải

a) Ta có = 2 = 2 + 0 suy ra = (2;0)

b) = (0; -3)

c) = (3; -4)

d) = (0,2; - √ 3)

Bài 4 (SGK trang 26)

Trong mặt phẳng Oxy, các khẳng định nào sau đúng hay sai ?

a) Tọa độ của điểm A là tọa độ của vectơ \(\overrightarrow{OA}\)

b) Điểm A nằm trên trục hoành thì có tung độ bằng 0

c) Điểm A nằm trên trục tung thì có hoành độ bằng 0

d) Hoành độ và tung độ của điểm A bằng nhau khi và chỉ khi A nằm trên tia phân giác của góc phần tư thứ nhất

Hướng dẫn giải

Các câu a, b, c đúng; d sai

Bài 5 (SGK trang 27)

Trong mặt phẳng tọa độ Oxy cho điểm \(M\left(x_0;y_0\right)\) :

a) Tìm tọa độ của điểm A đối xứng với M qua trục Ox

b) Tìm tọa độ của điểm B đối xứng với M qua trục Oy

c) Tìm tọa độ điểm C đối xứng với M qua gốc O

Hướng dẫn giải

a) Hai điểm đối xứng nhau qua trục hoành thì có hoành độ bằng nhau và tung độ đối nhau.

M0 (x0; y0)=> A(x0;-y0)

b) Hai điểm đối xứng với nhau qua trục tung thì có tung độ bằng nhau còn hoành độ thì đối nhau.

M0 (x0; y0) => B(-x0;y0)

c) Hai điểm đối xứng nhau qua gốc O thì các tọa độ tương ứng đối nhau.

M0 (x0; y0) => C(-x0;-y0)

Bài 6 (SGK trang 27)

Cho hình bình hành ABCD có \(A\left(-1;-2\right);B\left(3;2\right);C\left(4;-1\right)\). Tìm tọa độ đỉnh D ?

Hướng dẫn giải

Tứ giác ABCD là hình bình hành nên

= C

Gọi (x; y) là tọa độ của D thì

= (x-4; y+1)

= (-4;4)

=

Vậy điểm D(0;-5) là điểm cần tìm



Bài 7 (SGK trang 27)

Các điểm \(A'\left(-4;1\right);B'\left(2;4\right);C'\left(2;-2\right)\) lần lượt là trung điểm các cạnh BC, CA và Ab của tam giác ABC. Tính tọa độ các đỉnh của tam giác ABC. Chứng minh rằng trọng tâm của các tam giác ABC và A'B'C' trùng nhau ?

Hướng dẫn giải

A' là trung điểm của cạnh BC nên -4 = (xB+ xC)

=> xB+ xC = -8 (1)

Tương tự ta có xA+ xC = 4 (2)

xB+ xC = 4 (3)

=> xA+ xB+ xC =0 (4)

Kết hợp (4) và (1) ta có: xA= 8

(4) và (2) ta có: xB= -4

(4) và (3) ta có: xC = -4

Tương tự ta tính được: yA = 1; yB = -5; yC = 7.

Vậy A(8;1), B(-4;-5), C(-4; 7).

Gọi G la trọng tâm tam giác ABC thì

xG= = 0; yG = = 1 => G(0,1).

xG’= ; yG’ = = 1 => G'(0;1)

Rõ ràng G và G' trùng nhau.

Bài 8 (SGK trang 27)

Cho \(\overrightarrow{a}=\left(2;-2\right);\overrightarrow{b}=\left(1;4\right)\). Hãy phân tích vectơ \(\overrightarrow{c}=\left(5;0\right)\) theo hai vectơ \(\overrightarrow{a}\) và \(\overrightarrow{b}\) ?

Hướng dẫn giải

Giả sử ta phân tích được theo tức là có hai số m, n để

= m. + n. cho ta = (2m+n; -2m+4n)

=(0;5) nên ta có hệ:
Giải hệ ta được m = 2, n = 1

Vậy = 2 +



Bài 1.36 (SBT trang 43)

Viết tọa độ của các vectơ sau :

a) \(\overrightarrow{a}=2\overrightarrow{i}+3\overrightarrow{j}\)

b) \(\overrightarrow{b}=\dfrac{1}{3}\overrightarrow{i}-5\overrightarrow{j}\)

c) \(\overrightarrow{c}=3\overrightarrow{i}\)

d) \(\overrightarrow{d}=-2\overrightarrow{j}\)

Hướng dẫn giải

a) \(\overrightarrow{a}\left(2;3\right)\);
b) \(\overrightarrow{b}\left(\dfrac{1}{3};-5\right)\);
c) \(\overrightarrow{c}\left(3;0\right)\);
d) \(\overrightarrow{d}\left(0;-2\right)\).

Bài 1.37 (SBT trang 43)

Viết vectơ \(\overrightarrow{u}\) dưới dạng \(\overrightarrow{u}=x\overrightarrow{i}+y\overrightarrow{j}\) khi biết tọa độ của \(\overrightarrow{u}\) là :

\(\left(2;-3\right);\left(-1;4\right);\left(2;0\right);\left(0;-1\right);\left(0;0\right)\)

Hướng dẫn giải

\(\overrightarrow{u}\left(2;3\right)=2\left(1;0\right)+3\left(0;1\right)=2\overrightarrow{i}+3\overrightarrow{j}\).
\(\overrightarrow{u}\left(-1;4\right)=-\left(1;0\right)+4\left(0;1\right)=-\overrightarrow{i}+4\overrightarrow{j}\).
\(\overrightarrow{u}\left(2;0\right)=2.\left(1;0\right)+0.\left(0;1\right)=2\overrightarrow{i}+0\overrightarrow{j}\).
\(\overrightarrow{u}\left(0;-1\right)=0.\left(1;0\right)-1.\left(0;1\right)=0\overrightarrow{i}-\overrightarrow{j}\).
\(\overrightarrow{u}\left(0;0\right)=0.\left(1;0\right)+0.\left(0;1\right)=0\overrightarrow{i}+0\overrightarrow{j}.\)

Bài 1.38 (SBT trang 44)

Cho \(\overrightarrow{a}=\left(1;-2\right);\overrightarrow{b}=\left(0;3\right)\)

Tìm tọa độ của các vectơ : \(\overrightarrow{x}=\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b};\overrightarrow{y}=\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b};\overrightarrow{z}=3\overrightarrow{a}-4\overrightarrow{b}\) ?

 

Hướng dẫn giải

\(\overrightarrow{x}=\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}=\left(1+0;-2+3\right)=\left(1;1\right)\).
\(\overrightarrow{y}=\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b}=\left(0-1;3-\left(-2\right)\right)=\left(-1;5\right)\).
\(\overrightarrow{z}=3\overrightarrow{a}-4\overrightarrow{b}=3\left(1;-2\right)-4\left(0;3\right)=\left(3;-6\right)-\left(0;12\right)\)\(=\left(3;-18\right)\).

Bài 1.39 (SBT trang 44)

Xem xét các cặp vectơ sau có cùng phương không ? Trong trường hợp cùng phương thì xét xem chúng cùng hướng hay ngược hướng ?

a) \(\overrightarrow{a}=\left(2;3\right);\overrightarrow{b}=\left(-10;-15\right)\)

b) \(\overrightarrow{u}=\left(0;7\right);\overrightarrow{v}=\left(0;8\right)\)

c) \(\overrightarrow{m}=\left(-2;1\right);\overrightarrow{n}=\left(-6;3\right)\)

d) \(\overrightarrow{c}=\left(3;4\right);\overrightarrow{d}=\left(6;9\right)\)

e) \(\overrightarrow{e}=\left(0;5\right);\overrightarrow{f}=\left(3;0\right)\)

Hướng dẫn giải

a) \(\dfrac{2}{-10}=\dfrac{3}{-15}\) nên hai véc tơ \(\overrightarrow{a};\overrightarrow{b}\) cùng phương.
\(\left(-10;-15\right)=-5\left(2;3\right)\Rightarrow\overrightarrow{b}=-5\overrightarrow{a}\) nên hai véc tơ \(\overrightarrow{a};\overrightarrow{b}\) ngược hướng.
b) \(\left(0;8\right)=\dfrac{8}{7}\left(0;7\right)\) nên \(\overrightarrow{v}=\dfrac{8}{7}\overrightarrow{u}\) nên hai véc tơ \(\overrightarrow{u};\overrightarrow{v}\) cùng hướng.
c) \(\left(-6;3\right)=3\left(-2;1\right)\) nên \(\overrightarrow{n}=3\overrightarrow{m}\) nên hai véc tơ \(\overrightarrow{m};\overrightarrow{n}\) cùng phướng và cùng hướng.
d) Hai véc tơ cùng phương và cùng hướng.
e) \(\overrightarrow{e}\) cùng hướng với véc tơ \(\overrightarrow{j}\); \(\overrightarrow{f}\) cùng hướng với véc tơ \(\overrightarrow{i}\).
Nên hai veca tơ \(\overrightarrow{e}\)\(\overrightarrow{f}\) không cùng phương.

Bài 1.40 (SBT trang 44)

a) Cho \(A\left(-1;8\right);B\left(1;6\right);C\left(3;4\right)\). Chứng minh ba điểm A, B, C thẳng hàng ?

b) Cho \(A\left(1;1\right);B\left(3;2\right)\) và \(C\left(m+4;2m+1\right)\). Tìm m để 3 điểm A. B. C thẳng hàng ?

Hướng dẫn giải

a) \(\overrightarrow{AB}\left(2;-2\right)\); \(\overrightarrow{CA}=\left(4;-4\right)\).
\(\dfrac{2}{4}=\dfrac{-2}{-4}\) nên \(\overrightarrow{AB};\overrightarrow{CA}\) cùng phương . Suy ra ba điểm A, B, C thẳng hàng.
\(\overrightarrow{AB}\left(2;1\right)\); \(\overrightarrow{AC}\left(m+3;2m\right)\).
3 điểm A, B, C thẳng hàng nên hai véc tơ \(\overrightarrow{AB},\overrightarrow{AC}\) cùng phương.
Suy ra: \(\dfrac{m+3}{2}=\dfrac{2m}{1}\Leftrightarrow m+3=4m\)\(\Leftrightarrow m=1\).

Bài 1.41 (SBT trang 44)

Cho bốn điểm \(A\left(-2;-3\right);B\left(3;7\right);C\left(0;3\right);D\left(-4;-5\right)\)

Chứng minh rằng hai đường thẳng hàng AB và CD song song với nhau ?

Hướng dẫn giải

Ta có \(\overrightarrow{AB}\left(5;10\right);\overrightarrow{CD}\left(-4;-8\right)\).
Suy ra \(\overrightarrow{AB}=-\dfrac{5}{4}\overrightarrow{CD}\) nên nay véc tơ này cùng phương nên hoặc 4 điểm A, B, C, D nằm trên một đường thẳng hoặc 2 đường thẳng AB và CD song song. (1)
Mặt khác: \(\overrightarrow{AC}\left(2;-6\right);\overrightarrow{BD}\left(-7;-12\right)\);
\(\dfrac{2}{-7}\ne\dfrac{-6}{-12}\) nên \(\overrightarrow{AC},\overrightarrow{BD}\) không cùng phương vậy 4 điểm A, C, B, D không nằm trên một đường thẳng. (2)
Từ (1) và (2) suy ra: hai đường thẳng AB và CD song song với nhau.

Bài 1.42 (SBT trang 44)

Cho tam giác ABC. Các điểm \(M\left(1;1\right);N\left(2;3\right);P\left(0;-4\right)\) lần lượt là trung điểm các cạnh BC, CA, AB. Tính tọa độ các đỉnh của tam giác ?

Hướng dẫn giải

A B C M N P
Gọi \(A\left(x_A;y_A\right);B\left(x_B;y_B\right);C\left(x_C;y_C\right)\).
\(\overrightarrow{MN}\left(1;2\right)\); \(\overrightarrow{BP}\left(-x_B;-4-y_B\right)\).
MN là đường trung bình của tam giác ABC nên: \(\overrightarrow{MN}=\dfrac{1}{2}\overrightarrow{BC}=\overrightarrow{BN}\).
Vì vậy \(\left\{{}\begin{matrix}-x_B=1\\-4-y_B=2\end{matrix}\right.\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}x_B=-1\\y_B=-6\end{matrix}\right.\)\(\Leftrightarrow B\left(-1;-6\right)\).
\(\overrightarrow{NP}\left(-2;-7\right)\); \(\overrightarrow{AM}\left(1-x_A;1-y_A\right)\).
NP là đường trung bình của tam giác ABC nên:
\(\overrightarrow{NP}=\dfrac{1}{2}\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{AM}\).
Vì vậy \(\left\{{}\begin{matrix}1-x_A=-2\\1-y_A=-7\end{matrix}\right.\)\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}x_A=3\\y_A=8\end{matrix}\right.\)\(\Rightarrow A\left(3;8\right)\).
Do M là trung điểm của AB nên:
\(\dfrac{x_A+x_B}{2}=x_M\Rightarrow x_B=2x_M-x_A=2.1-3=-1\).
\(\dfrac{y_A+y_B}{2}=y_M\Rightarrow y_B=2y_M-y_A=2.1-8=-6\).
Vậy \(B\left(-1;-6\right)\).

Bài 1.43 (SBT trang 44)

Cho hình bình hành ABCD. Biết \(A\left(2;-3\right);B\left(4;5\right);C\left(0;-1\right)\). Tính tọa độ của đỉnh D ?

Hướng dẫn giải

Gọi D(x;y).
Do tứ giác ABCD là hình bình hành nên \(\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{DC}\).
\(\overrightarrow{AB}\left(2;8\right);\overrightarrow{DC}\left(-x;-1-y\right)\).
Do \(\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{DC}\) nên \(\left\{{}\begin{matrix}-x=2\\-1-y=8\end{matrix}\right.\)\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}x=-2\\y=-9\end{matrix}\right.\).
Vậy \(D\left(-2;-9\right)\).

Bài 1.44 (SBT trang 44)

Cho tam giác ABC có \(A\left(-5;6\right):B\left(-4;-1\right);C\left(4;3\right)\). Tìm tọa độ trung điểm I của AC. Tìm tọa độ điểm D sao cho tứ giác ABCD là hình bình hành ?

Hướng dẫn giải

- Tìm tọa độ điểm I.
\(x_I=\dfrac{x_A+x_C}{2}=\dfrac{-1}{2}\); \(y_I=\dfrac{y_A+y_C}{2}=\dfrac{9}{2}\).
Vậy \(I\left(-\dfrac{1}{2};\dfrac{9}{2}\right)\).
- Tìm tọa độ điểm D.
Gọi \(D\left(x;y\right)\)
Tứ giác ABCD là hình bình hành \(\Leftrightarrow\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{DC}\).
\(\overrightarrow{AB}=\left(1;-7\right)\); \(\overrightarrow{DC}=\left(4-x;3-y\right)\).
Do \(\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{DC}\) nên:
\(\left\{{}\begin{matrix}4-x=1\\3-y=-7\end{matrix}\right.\) \(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}x=3\\y=-10\end{matrix}\right.\).
Vậy \(D\left(3;-10\right)\).

Bài 1.45 (SBT trang 44)

Cho tam giác ABC có \(A\left(-3;6\right);B\left(9;-10\right);C\left(-5;4\right)\)

a) Tìm tọa dộ của trọng tâm G của tam giác ABC

b) Tìm tọa độ điểm D sao cho tứ giác BGCD là hình bình hành

Hướng dẫn giải

a) \(x_G=\dfrac{-3+9+\left(-5\right)}{3}=\dfrac{1}{3}\).
\(y_G=\dfrac{6+\left(-10\right)+4}{3}=0\).
Vậy \(G\left(\dfrac{1}{3};0\right)\).
b) Tứ giác BGCD là hình bình hành khi và chỉ khi:
\(\overrightarrow{BG}=\overrightarrow{CD}\).
Gọi \(D\left(x;y\right)\).
\(\overrightarrow{BG}\left(-\dfrac{26}{3};10\right);\overrightarrow{CD}\left(x+5;y-4\right)\).
Do \(\overrightarrow{BG}=\overrightarrow{CD}\) nên \(\left\{{}\begin{matrix}x+5=-\dfrac{26}{3}\\y-4=10\end{matrix}\right.\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}x=-\dfrac{41}{3}\\y=14\end{matrix}\right.\).
Vậy \(D\left(-\dfrac{41}{3};14\right)\).

Bài 1.46 (SBT trang 44)

Cho tam giác ABC cạnh a. Chọn hệ tọa độ \(\left(O;\overrightarrow{i};\overrightarrow{j}\right)\), trong đó O là trung điểm của cạnh BC, \(\overrightarrow{i}\)cùng hướng với \(\overrightarrow{OC}\)\(\overrightarrow{j}\) cùng hướng với \(\overrightarrow{OA}\) :

a) Tính tọa độ của các đỉnh của tam giác ABC

b) Tìm tọa độ trung điểm E của AC

c) Tìm tọa độ tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC

Hướng dẫn giải

TenAnh1 TenAnh1 A = (-4.3, -5.94) A = (-4.3, -5.94) A = (-4.3, -5.94) B = (11.06, -5.94) B = (11.06, -5.94) B = (11.06, -5.94) C = (-4.34, -5.84) C = (-4.34, -5.84) C = (-4.34, -5.84) D = (11.02, -5.84) D = (11.02, -5.84) D = (11.02, -5.84)
\(OB=OC=\dfrac{a}{2}\).
\(OA=\sqrt{BC^2-OC^2}=\sqrt{a^2-\left(\dfrac{a}{2}\right)^2}=\dfrac{a\sqrt{3}}{2}\).
Vậy \(C\left(\dfrac{a}{2};0\right);B\left(-\dfrac{a}{2};0\right);A\left(0;\dfrac{a\sqrt{3}}{2}\right)\).
b) \(x_E=\dfrac{x_A+x_C}{2}=\dfrac{a}{4}\); \(y_E=\dfrac{y_A+y_C}{2}=\dfrac{a\sqrt{3}}{4}\).
Vậy \(E\left(\dfrac{a}{4};\dfrac{a\sqrt{3}}{4}\right)\).
c)Do tam giác ABC đều cạnh a nên tâm đường tròn ngoại tiếp chính là trọng tâm tam giác ABC.
\(x_I=\dfrac{x_A+x_B+x_C}{3}=0\);
\(y_I=\dfrac{x_A+y_B+y_C}{3}=\dfrac{a\sqrt{3}}{6}\).
Vậy \(I\left(0;\dfrac{a\sqrt{3}}{6}\right)\).

Bài 1.47 (SBT trang 44)

Cho lục giác đều ABCDEF. Chọ hệ tọa độ \(\left(O;\overrightarrow{i};\overrightarrow{j}\right)\), trong đó O là tâm của lục giác đều, hai vectơ \(\overrightarrow{i}\) và \(\overrightarrow{OD}\) cùng hướng, \(\overrightarrow{j}\) và \(\overrightarrow{EC}\) cùng hướng. Tính tọa độ các đỉnh của lục giác biết độ dài cạnh của lục giác là 6 ?

Hướng dẫn giải

TenAnh1 A = (-4.3, -5.94) A = (-4.3, -5.94) A = (-4.3, -5.94) B = (11.06, -5.94) B = (11.06, -5.94) B = (11.06, -5.94)
Do các tam giác OAB, OCD, OED, OEF, OFA , OBC cùng là tam giác đều nên OA = OB = OC = OD = OE = OF = 6cm.
Do \(\overrightarrow{i}\)\(\overrightarrow{OD}\) cùng hướng nên D(6;0), A (0;-6).
Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông ta được:\(EC=2.DC.sin60^o=2.6.\dfrac{\sqrt{3}}{2}=6\sqrt{3}\).
\(\overrightarrow{EC}\) cùng hướng với \(\overrightarrow{j}\) nên:
Suy ra \(y_B=y_C=3\sqrt{3}\); \(y_E=y_F=-3\sqrt{3}\).
Do BC = 6cm và BC // OD nên \(x_E=x_C=3;x_F=x_B=-3\).
Vậy \(A\left(-6;0\right);D\left(6;0\right);B\left(-3;3\sqrt{3}\right),C\left(3;3\sqrt{3}\right)\);\(E\left(3;-3\sqrt{3}\right)\)\(F\left(-3;-3\sqrt{3}\right)\) .

Có thể bạn quan tâm


Có thể bạn quan tâm