Đề Bài 2.4 trang 58 Toán 12:
Cho hình hộp ABCD.A’B’C’D’. Chứng minh rằng:
a) $\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{DD'}+\overrightarrow{C'D'}=\overrightarrow{CC'}$
b) $\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{CD'}-\overrightarrow{CC'}=\overrightarrow{0}$
c) $\overrightarrow{BC}-\overrightarrow{CC'}+\overrightarrow{DC}=\overrightarrow{A'C}$
Phân tích và Hướng dẫn giải:
Để chứng minh các đẳng thức vector, chúng ta sẽ sử dụng các quy tắc cơ bản và các tính chất của hình hộp:
$\vec{AB} + \vec{BC} = \vec{AC}$ (quy tắc ba điểm).
$\vec{AB} = \vec{DC} = \vec{A'B'} = \vec{D'C'}$ (vector bằng nhau).
$\vec{AA'} = \vec{BB'} = \vec{CC'} = \vec{DD'}$(vector bằng nhau).
$\vec{BA} = -\vec{AB}$ (vector đối).
Chúng ta sẽ biến đổi một vế của mỗi đẳng thức để chứng minh nó bằng vế còn lại.
Lời giải chi tiết:
Ta có hình minh họa như sau:

a) Vì ABCD là hình bình hành nên $\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{DC}$
Vì CDD’C’ là hình bình hành nên $\overrightarrow{C'D'}=\overrightarrow{CD}$, $\overrightarrow{DD'}=\overrightarrow{CC'}$
Ta có: $\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{DD'}+\overrightarrow{C'D'} =\overrightarrow{DC}+\overrightarrow{CC'}+\overrightarrow{CD}$
$=\left (\overrightarrow{DC}+\overrightarrow{CD} \right )+\overrightarrow{CC'}=\overrightarrow{CC'}$
b) Ta có: $\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{CD'}-\overrightarrow{CC'} =\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{C'D'}$
$=\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{CD}=\overrightarrow{0}$
c) Vì ABCD là hình bình hành nên $\overrightarrow{CB}+\overrightarrow{CD}=\overrightarrow{CA}$
Vì A’ACC’ là hình bình hành nên $\overrightarrow{CA}+\overrightarrow{CC'}=\overrightarrow{CA'}$
$\overrightarrow{BC}-\overrightarrow{CC'}+\overrightarrow{DC} =-\left (\overrightarrow{BC}+\overrightarrow{CD} \right )- \overrightarrow{CC'}$
$=-\overrightarrow{CA}-\overrightarrow{CC'}=-\left (\overrightarrow{CA}+\overrightarrow{CC'} \right )$
$=-\overrightarrow{CA'}=\overrightarrow{A'C}$