Skip to content

Trang Học trực tuyến

  • Môn Toán

Trang Học trực tuyến

  • Home » 
  • Toán lớp 11

Phân loại và phương pháp giải bài tập vectơ trong không gian, quan hệ vuông góc

By admin 10/10/2023 0

Mời các quý thầy cô và các em học sinh cùng tham khảo và tải về chi tiết tài liệu dưới đây

Phân loại và phương pháp giải bài tập vectơ trong không gian, quan hệ vuông góc

BÀI 1. VECTO TRONG KHÔNG GIAN

A. Kiến thức cơ bản cần nắm

I. Định nghĩa và các phép toán về vectơ trong không gian

Cho đoạn thẳng trong không gian. Nếu ta chọn điểm đầu là A, điểm cuối là B ta có một vectơ, được kí hiệu là \[\overrightarrow {AB} \].

Định nghĩa

Vectơ trong không gian là một đoạn thẳng có hướng. Kí hiệu \[\overrightarrow {AB} \] chỉ vectơ có điểm đầu là A, điểm cuối B. Vectơ còn được kí hiệu là \[\overrightarrow a ,\overrightarrow b ,\overrightarrow x ,\overrightarrow y \],…

Các khái niệm có liên quan đến vectơ như giá của vectơ, độ dài của vectơ, sự cùng phương, cùng hướng của hai vectơ, vectơ – không, sự bằng nhau của hai vectơ, … được định nghĩa tương tự như trong mặt phẳng.

II. Điều kiện đồng phẳng của ba vectơ

1. Khái niệm về sự đồng phẳng của ba vectơ trong không gian

Trong không gian cho ba vectơ \[\overrightarrow a ,\overrightarrow b ,\overrightarrow c \] đều khác vectơ – không. Nếu từ một điểm O bất kì ta vẽ \[\overrightarrow {OA}  = \overrightarrow a ,\overrightarrow {OB}  = \overrightarrow b ,\overrightarrow {OC}  = \overrightarrow c \] thì có thể xả ra hai trường hợp:

Trường hợp các đường thẳng OA, OB, OC không cùng nằm trong một mặt phẳng, khi đó ta nói rằng vectơ \[\overrightarrow a ,\overrightarrow b ,\overrightarrow c \] không đồng phẳng.

Trường hợp các đường thẳng OA, OB, OC cùng nằm trong một mặt phẳng thi ta nói ba vectơ \[\overrightarrow a ,\overrightarrow b ,\overrightarrow c \]đồng phẳng.

Trong trường hợp này giá của các vectơ \[\overrightarrow a ,\overrightarrow b ,\overrightarrow c \]luôn luôn song song với một mặt phẳng.

a) Ba vectơ \[\overrightarrow a ,\overrightarrow b ,\overrightarrow c \] không đồng phẳng

Phân loại và phương pháp giải bài tập vectơ trong không gian, quan hệ vuông góc (ảnh 1)

b) Ba vectơ \[\overrightarrow a ,\overrightarrow b ,\overrightarrow c \] đồng phẳng

Phân loại và phương pháp giải bài tập vectơ trong không gian, quan hệ vuông góc (ảnh 2)

Chú ý. Việc xác định sự đồng phẳng hoặc không đồng phẳng của ba vectơ nói trên không phụ thuộc vào việc chọn điểm O.

Từ đó ta có định nghĩa sau đây:

2. Định nghĩa

Trong không gian ba vectơ được gọi là đồng phẳng nếu các giá của chúng cùng song song với một mặt phẳng.

3. Điều kiện để ba vectơ đồng phẳng

Từ định nghĩa ba vectơ đồng phẳng và từ định lí về sự phân tích (hay biểu thị) một vectơ theo hai vectơ hai vectơ không cùng phương trong hình học phẳng chúng ta có thể chứng minh được định lí sau đây:

Định lí 1

Trong không gian cho hai vectơ \[\overrightarrow a ,\overrightarrow b \] không cùng phương và vectơ \[\overrightarrow c \]. Khi đó ba vectơ \[\overrightarrow a ,\overrightarrow b ,\overrightarrow c \] đồng phẳng khi và chỉ khi có cặp số m, n sao cho \[\overrightarrow c  = m\overrightarrow a  + n\overrightarrow b \]. Ngoài ra cặp số m, n là duy nhất.

Định lí 2

Trong không gian cho ba vectơ không đồng phẳng \[\overrightarrow a ,\overrightarrow b ,\overrightarrow c \]. Khi đó với mọi vectơ \[\overrightarrow x \] ta đều tìm được một bộ ba số m, n, p sao cho \[\overrightarrow x  = m\overrightarrow a  + n\overrightarrow b  + p\overrightarrow c \]. Ngoài ra bộ ba số m, n, p là duy nhất.

B. Phân loại và phương pháp giải bài tập

Dạng 1. Biểu diễn vectơ

Câu 1: Cho hình lăng trụ \[ABC.A’B’C’\] . Đặt \[\overrightarrow a  = \overrightarrow {AA} ‘,\overrightarrow b  = \overrightarrow {AB} ,\overrightarrow c  = \overrightarrow {AC} \]. Gọi G’ là trọng tâm của tam giác \[A’B’C’\]. Vectơ \[\overrightarrow {AG’} \] bằng:

A. \[\frac{1}{3}\left( {\overrightarrow a  + 3\overrightarrow b  + \overrightarrow c } \right)\]

B. \[\frac{1}{3}\left( {3\overrightarrow a  + \overrightarrow b  + \overrightarrow c } \right)\]

C. \[\frac{1}{3}\left( {\overrightarrow a  + \overrightarrow b  + 3\overrightarrow c } \right)\]

D. \[\frac{1}{3}\left( {\overrightarrow a  + \overrightarrow b  + \overrightarrow c } \right)\]

Lời giải

Chọn B

Phân loại và phương pháp giải bài tập vectơ trong không gian, quan hệ vuông góc (ảnh 3)

Gọi I là trung điểm của B’C’ .

Vì G’ là trọng tâm của tam giác \[A’B’C’\] Þ \[\overrightarrow {A’G’}  = \frac{2}{3}\overrightarrow {A’I} \].

Ta có \[\overrightarrow {AG’}  = \overrightarrow {AA’}  + \overrightarrow {A’G’}  = \overrightarrow {AA’}  + \frac{1}{3}\left( {\overrightarrow {A’B’}  + \overrightarrow {A’C’} } \right)\]

\[\begin{array}{l} = \overrightarrow {AA’}  + \frac{1}{3}\left( {\overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {AC} } \right)\\ = \frac{1}{3}\left( {3\overrightarrow {AA’}  + \overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {AC} } \right) = \frac{1}{3}\left( {3\overrightarrow a  + \overrightarrow b  + \overrightarrow b } \right)\end{array}\]

Câu 2: Cho hình lăng trụ \[ABC.A’B’C’\]. Đặt \[\overrightarrow a  = \overrightarrow {AA} ‘,\overrightarrow b  = \overrightarrow {AB} ,\overrightarrow c  = \overrightarrow {AC} \]. Hãy biểu diễn vectơ \[\overrightarrow {B’C} \] theo các vectơ \[\overrightarrow a ,\overrightarrow b ,\overrightarrow c \]

A. \[\overrightarrow {B’C}  = \overrightarrow a  + \overrightarrow b  – \overrightarrow c \]

B. \[\overrightarrow {B’C}  =  – \overrightarrow a  + \overrightarrow b  – \overrightarrow c \]

C. \[\overrightarrow {B’C}  = \overrightarrow a  + \overrightarrow b  + \overrightarrow c \]

D. \[\overrightarrow {B’C}  =  – \overrightarrow a  – \overrightarrow b  + \overrightarrow c \]

Lời giải

Chọn D

Phân loại và phương pháp giải bài tập vectơ trong không gian, quan hệ vuông góc (ảnh 4)

Vì \[BB’C’C\] là hình bình hành suy ra

\[\overrightarrow {B’C}  = \overrightarrow {B’C’}  + \overrightarrow {B’B}  = \overrightarrow {BC}  – \overrightarrow {AA’} \]

\[\begin{array}{l} =  – \overrightarrow {AA’}  + \overrightarrow {BA}  + \overrightarrow {AC}  =  – \overrightarrow {AA’}  – \overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {AC} \\ =  – \overrightarrow a  – \overrightarrow b  + \overrightarrow c \end{array}\]

Câu 3: Cho hình lăng trụ \[ABC.A’B’C’\]. Gọi là trung điểm của BB’. Đặt \[\overrightarrow {CA}  = \overrightarrow a ,\overrightarrow {CB}  = \overrightarrow b ,\overrightarrow {AA’}  = \overrightarrow c \]. Khẳng định nào dưới đây là đúng?

A. \[\overrightarrow {AM}  = \overrightarrow a  + \overrightarrow c  – \frac{1}{2}\overrightarrow b \]

B. \[\overrightarrow {AM}  = \overrightarrow b  – \overrightarrow c  + \frac{1}{2}\overrightarrow a \]

C. \[\overrightarrow {AM}  = \overrightarrow b  – \overrightarrow a  + \frac{1}{2}\overrightarrow c \]

D. \[\overrightarrow {AM}  = \overrightarrow a  – \overrightarrow c  + \frac{1}{2}\overrightarrow b \]

Lời giải

Chọn C

Phân loại và phương pháp giải bài tập vectơ trong không gian, quan hệ vuông góc (ảnh 5)

Vì M là trung điểm của \[\overrightarrow {BB’}  \Rightarrow \overrightarrow {BM}  = \frac{1}{2}\overrightarrow {BB’} \]

Ta có

\[\begin{array}{l}\overrightarrow {AM}  = \overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {BM}  =  – \overrightarrow {BA}  + \frac{1}{2}\overrightarrow {BB’} \\ =  – \overrightarrow {CA}  + \overrightarrow {CB}  + \frac{1}{2}\overrightarrow {BB’}  =  – \overrightarrow a  + \overrightarrow b  + \frac{1}{2}\overrightarrow c \end{array}\]

Câu 4: Cho hình hộp\[ABCD.A’B’C’D’\] tâm O. Gọi I là tâm của hình hình hành DBCD. Đặt \[\overrightarrow {AC’}  = \overrightarrow u ,\overrightarrow {CA’}  = \overrightarrow v ,\overrightarrow {BD’}  = \overrightarrow x ,\overrightarrow {DB’}  = \overrightarrow y \]. Khi đó

A. \[2\overrightarrow {OI}  =  – \frac{1}{4}\left( {\overrightarrow u  + \overrightarrow v  + \overrightarrow x  + \overrightarrow y } \right)\]

B. \[2\overrightarrow {OI}  =  – \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow u  + \overrightarrow v  + \overrightarrow x  + \overrightarrow y } \right)\]

C. \[2\overrightarrow {OI}  = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow u  + \overrightarrow v  + \overrightarrow x  + \overrightarrow y } \right)\]

D. \[2\overrightarrow {OI}  = \frac{1}{4}\left( {\overrightarrow u  + \overrightarrow v  + \overrightarrow x  + \overrightarrow y } \right)\]

Lời giải

Chọn A

Phân loại và phương pháp giải bài tập vectơ trong không gian, quan hệ vuông góc (ảnh 6)

Gọi M, N lần lượt là trung điểm của AB, CD.

Vì I là trung điểm của MN suy ra \[\overrightarrow {OM}  + \overrightarrow {ON}  = 2\overrightarrow {OI} \].

Kết hợp với \[\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\overrightarrow {OA}  + \overrightarrow {OB}  = 2\overrightarrow {OM} }\\{\overrightarrow {OC}  + \overrightarrow {OD}  = 2\overrightarrow {ON} }\end{array}} \right.\]

\[\begin{array}{l} \Rightarrow 2\overrightarrow {OI}  = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {OA}  + \overrightarrow {OB}  + \overrightarrow {OC}  + \overrightarrow {OD} } \right)\\ = \frac{1}{2}\left( { – \frac{1}{2}\overrightarrow {AC’}  – \frac{1}{2}\overrightarrow {CA’}  – \frac{1}{2}\overrightarrow {BD’}  – \frac{1}{2}\overrightarrow {DB’} } \right)\\ =  – \frac{1}{4}\left( {\overrightarrow u  + \overrightarrow v  + \overrightarrow x  + \overrightarrow y } \right)\end{array}\]

Câu 5: Cho hình hộp \[ABCD.A’B’C’D’\] có \[\overrightarrow {AB}  = \overrightarrow a ,\overrightarrow {AC}  = \overrightarrow b ,\overrightarrow {AA’}  = \overrightarrow c \]. Gọi I là trung điểm của B’C’. K là giao điểm của A’I và B’D’. Mệnh đều nào sau đây đúng?

A. \[\overrightarrow {DK}  = \frac{1}{3}\left( {4\overrightarrow a  – 2\overrightarrow b  + 3\overrightarrow c } \right)\]

B. \[\overrightarrow {DK}  = \frac{1}{3}\left( {4\overrightarrow a  – 2\overrightarrow b  + \overrightarrow c } \right)\]

C. \[\overrightarrow {DK}  = 4\overrightarrow a  – 2\overrightarrow b  + \overrightarrow c \]

D. \[\overrightarrow {DK}  = 4\overrightarrow a  – 2\overrightarrow b  + 3\overrightarrow c \]

Lời giải

Chọn A

Phân loại và phương pháp giải bài tập vectơ trong không gian, quan hệ vuông góc (ảnh 7)

Vì I là trung điểm của \[B’C’ \Rightarrow \overrightarrow {A’B’}  + \overrightarrow {A’C’}  = 2\overrightarrow {A’I} \]

Và K là giao điểm của A’I, B’D’ nên t

heo định lí Talet Þ \[\overrightarrow {A’K}  = \frac{2}{3}\overrightarrow {A’I} \]

Ta có

\[\begin{array}{l}\overrightarrow {A’K}  = \overrightarrow {AA’}  + \overrightarrow {A’K}  = \overrightarrow {AA’}  + \frac{2}{3}\overrightarrow {A’I} \\ = \overrightarrow {AA’}  + \frac{1}{3}\left( {\overrightarrow {A’B’}  + \overrightarrow {A’C’} } \right)\\ = \frac{1}{3}\overrightarrow a  + \frac{1}{3}\overrightarrow b  + \overrightarrow c \end{array}\]

Khi đó

\[\begin{array}{l}\overrightarrow {DK}  = \overrightarrow {DA}  + \overrightarrow {AK}  = \overrightarrow {CB}  + \overrightarrow {AK} \\ = \left( {\overrightarrow {AB}  – \overrightarrow {AC} } \right) + \overrightarrow {AK} \end{array}\]

\[ = \overrightarrow a  – \overrightarrow b  + \frac{1}{3}\overrightarrow a  + \frac{1}{3}\overrightarrow b  + \overrightarrow c  = \frac{4}{3}\overrightarrow a  – \frac{2}{3}\overrightarrow b  + \overrightarrow c \]

Câu 6: Cho tứ diện ABCD có trọng tâm G. Mệnh đề nào sau đây là sai?

A. \[\overrightarrow {AG}  = \frac{2}{3}\left( {\overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {AC}  + \overrightarrow {AD} } \right)\]

B. \[\overrightarrow {AG}  = \frac{1}{4}\left( {\overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {AC}  + \overrightarrow {AD} } \right)\]

C. \[\overrightarrow {OG}  = \frac{1}{4}\left( {\overrightarrow {OA}  + \overrightarrow {OB}  + \overrightarrow {OC}  + \overrightarrow {OD} } \right)\]

D. \[\overrightarrow {GA}  + \overrightarrow {GB}  + \overrightarrow {GC}  + \overrightarrow {GD}  = \overrightarrow 0 \]

Lời giải

Chọn A

Xem thêm

Share
facebookShare on FacebooktwitterShare on TwitteremailShare on Email
Post navigation
Previous post

Giáo án Hóa học 10 bài 11: axit photphoric và muối photphat mới nhất

Next post

33 câu Trắc nghiệm Lịch sử 11 Bài 20 có đáp án 2023: Chiến sự lan rộng ra cả nước. Cuộc kháng chiến của nhân dân ta từ năm 1873 đến năm 1884

Bài liên quan:

Bài giảng điện tử Giá trị lượng giác của góc lượng giác | Kết nối tri thức Giáo án PPT Toán 11

Bài giảng điện tử Toán 11 Kết nối tri thức (cả năm) mới nhất 2023 | Giáo án PPT Toán 11

20 Bài tập Góc lượng giác. Giá trị lượng giác của góc lượng giác (sách mới) có đáp án – Toán 11

Giải sgk tất cả các môn lớp 11 Kết nối tri thức | Giải sgk các môn lớp 11 chương trình mới

Giải SBT Toán 11 Kết nối tri thức | Sách bài tập Toán 11 Kết nối tri thức (hay, chi tiết)

Giải sgk Toán 11 (cả 3 bộ sách) | Giải bài tập Toán 11 (hay, chi tiết)

Lý thuyết Giá trị lượng giác của góc lượng giác (Kết nối tri thức 2023) hay, chi tiết | Toán lớp 11

Tổng hợp Lý thuyết Toán lớp 11 Kết nối tri thức | Kiến thức trọng tâm Toán lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết

Leave a Comment Hủy

Mục lục

  1. Bài giảng điện tử Giá trị lượng giác của góc lượng giác | Kết nối tri thức Giáo án PPT Toán 11
  2. Bài giảng điện tử Toán 11 Kết nối tri thức (cả năm) mới nhất 2023 | Giáo án PPT Toán 11
  3. 20 Bài tập Góc lượng giác. Giá trị lượng giác của góc lượng giác (sách mới) có đáp án – Toán 11
  4. Giải sgk tất cả các môn lớp 11 Kết nối tri thức | Giải sgk các môn lớp 11 chương trình mới
  5. Giải SBT Toán 11 Kết nối tri thức | Sách bài tập Toán 11 Kết nối tri thức (hay, chi tiết)
  6. Giải sgk Toán 11 (cả 3 bộ sách) | Giải bài tập Toán 11 (hay, chi tiết)
  7. Lý thuyết Giá trị lượng giác của góc lượng giác (Kết nối tri thức 2023) hay, chi tiết | Toán lớp 11
  8. Tổng hợp Lý thuyết Toán lớp 11 Kết nối tri thức | Kiến thức trọng tâm Toán lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết
  9. Giáo án Toán 11 Bài 1 (Kết nối tri thức 2023): Giá trị lượng giác của góc lượng giác
  10. Giáo án Toán 11 Kết nối tri thức năm 2023 (mới nhất)
  11. Giải SGK Toán 11 Bài 1 (Kết nối tri thức): Giá trị lượng giác của góc lượng giác
  12. Giải sgk Toán 11 Kết nối tri thức | Giải bài tập Toán 11 Kết nối tri thức Tập 1, Tập 2 (hay, chi tiết)
  13. Bài giảng điện tử Công thức lượng giác | Kết nối tri thức Giáo án PPT Toán 11
  14. 20 Bài tập Công thức lượng giác (sách mới) có đáp án – Toán 11
  15. Lý thuyết Công thức lượng giác (Kết nối tri thức 2023) hay, chi tiết | Toán lớp 11
  16. Giáo án Toán 11 Bài 2 (Kết nối tri thức 2023): Công thức lượng giác
  17. Giải SGK Toán 11 Bài 2 (Kết nối tri thức): Công thức lượng giác
  18. Bài giảng điện tử Hàm số lượng giác | Kết nối tri thức Giáo án PPT Toán 11
  19. 20 Bài tập Hàm số lượng giác và đồ thị (sách mới) có đáp án – Toán 11
  20. Lý thuyết Hàm số lượng giác (Kết nối tri thức 2023) hay, chi tiết | Toán lớp 11
  21. Giáo án Toán 11 Bài 3 (Kết nối tri thức 2023): Hàm số lượng giác
  22. Giải SGK Toán 11 Bài 3 (Kết nối tri thức): Hàm số lượng giác
  23. Bài giảng điện tử Phương trình lượng giác cơ bản | Kết nối tri thức Giáo án PPT Toán 11
  24. 20 Bài tập Phương trình lượng giác cơ bản (sách mới) có đáp án – Toán 11
  25. Lý thuyết Phương trình lượng giác cơ bản (Kết nối tri thức 2023) hay, chi tiết | Toán lớp 11
  26. Giáo án Toán 11 Bài 4 (Kết nối tri thức 2023): Phương trình lượng giác cơ bản
  27. Giải SGK Toán 11 Bài 4 (Kết nối tri thức): Phương trình lượng giác cơ bản
  28. Bài giảng điện tử Bài tập cuối chương 1 trang 40 | Kết nối tri thức Giáo án PPT Toán 11
  29. Sách bài tập Toán 11 (Kết nối tri thức): Bài tập cuối chương 1 trang 25
  30. Lý thuyết Toán 11 Chương 1 (Kết nối tri thức 2023): Hàm số lượng giác và phương trình lượng giác hay, chi tiết
  31. Giáo án Toán 11 (Kết nối tri thức 2023) Bài tập cuối chương 1
  32. Giải SGK Toán 11 (Kết nối tri thức) Bài tập cuối chương 1 trang 40
  33. Bài giảng điện tử Dãy số | Kết nối tri thức Giáo án PPT Toán 11
  34. 20 Bài tập Dãy số (sách mới) có đáp án – Toán 11
  35. Giáo án Toán 11 Bài 5 (Kết nối tri thức 2023): Dãy số
  36. Lý thuyết Dãy số (Kết nối tri thức 2023) hay, chi tiết | Toán lớp 11
  37. Giải SGK Toán 11 Bài 5 (Kết nối tri thức): Dãy số
  38. Bài giảng điện tử Cấp số cộng | Kết nối tri thức Giáo án PPT Toán 11
  39. 20 Bài tập Cấp số cộng (sách mới) có đáp án – Toán 11
  40. Giáo án Toán 11 Bài 6 (Kết nối tri thức 2023): Cấp số cộng
  41. Lý thuyết Cấp số cộng (Kết nối tri thức 2023) hay, chi tiết | Toán lớp 11
  42. Giải SGK Toán 11 Bài 6 (Kết nối tri thức): Cấp số cộng
  43. Bài giảng điện tử Cấp số nhân | Kết nối tri thức Giáo án PPT Toán 11
  44. 20 Bài tập Cấp số nhân (sách mới) có đáp án – Toán 11
  45. Giáo án Toán 11 Bài 7 (Kết nối tri thức 2023): Cấp số nhân
  46. Lý thuyết Cấp số nhân (Kết nối tri thức 2023) hay, chi tiết | Toán lớp 11
  47. Giải SGK Toán 11 Bài 7 (Kết nối tri thức): Cấp số nhân
  48. Bài giảng điện tử Bài tập cuối chương 2 trang 56 | Kết nối tri thức Giáo án PPT Toán 11
  49. Sách bài tập Toán 11 (Kết nối tri thức): Bài tập cuối chương 2 trang 40
  50. Giáo án Toán 11 (Kết nối tri thức 2023) Bài tập cuối chương 2
  51. Lý thuyết Toán 11 Chương 2 (Kết nối tri thức 2023): Dãy số. Cấp số cộng và cấp số nhân hay, chi tiết
  52. Giải SGK Toán 11 (Kết nối tri thức) Bài tập cuối chương 2 trang 56

Copyright © 2025 Trang Học trực tuyến
  • Sach toan
  • Giới thiệu
  • LOP 12
  • Liên hệ
  • Sitemap
  • Chính sách
Back to Top
Menu
  • Môn Toán