Đẳng thức vectơ là một công cụ mạnh mẽ trong hình học giải tích, cho phép chúng ta giải quyết các bài toán về tọa độ điểm một cách hiệu quả. Bài viết này sẽ hướng dẫn bạn giải chi tiết Bài 8 trang 65 Toán 12 tập 1 sách Chân trời sáng tạo
Cho hai điểm A(-1; 2; 3), B(1; 0; 2)
Tọa độ điểm M thỏa mãn là
A. M(-2; 3; 7/2)
B. M(-2; -3; 7/2)
C. M(-2; 3; 7)
D. M(-4; 6; 7)
Để tìm tọa độ điểm M, chúng ta sẽ sử dụng phương pháp đại số hóa hình học thông qua các véc-tơ. Đẳng thức véc-tơ cho biết mối quan hệ giữa các véc-tơ
và
.
Bước 1: Xác định tọa độ của các véc-tơ liên quan.
Tọa độ véc-tơ được tính bằng cách lấy tọa độ điểm cuối trừ đi tọa độ điểm đầu.
Giả sử tọa độ của điểm M là . Ta sẽ biểu diễn véc-tơ
theo tọa độ của M và A.
Bước 2: Thiết lập đẳng thức tọa độ.
Từ đẳng thức véc-tơ , ta suy ra các thành phần tương ứng của hai véc-tơ phải bằng nhau. Điều này dẫn đến một hệ phương trình ba ẩn x, y, z.
Bước 3: Giải hệ phương trình để tìm tọa độ của M.
Gọi tọa độ của điểm M là .
Bước 1: Tính tọa độ véc-tơ
Tọa độ véc-tơ :
Tọa độ véc-tơ :
Bước 2: Thiết lập hệ phương trình Vì , ta có:
Từ đó, ta có hệ phương trình:
Bước 3: Giải hệ phương trình
Từ phương trình thứ nhất:
Từ phương trình thứ hai:
Từ phương trình thứ ba:
Vậy, tọa độ của điểm M là .
So sánh với các đáp án đã cho, ta thấy đáp án A hoàn toàn khớp với kết quả.
Đáp án đúng: A.
Bài toán này đã cho thấy cách sử dụng đẳng thức véc-tơ để giải quyết các bài toán tìm tọa độ điểm một cách hiệu quả. Điểm mấu chốt là bạn cần:
Nắm vững công thức tính tọa độ véc-tơ.
Biểu diễn tọa độ của véc-tơ theo biến x, y, z.
Thiết lập hệ phương trình từ đẳng thức véc-tơ (với k là hằng số) và giải nó.
Đây là một kỹ năng cơ bản và cực kỳ hữu ích, không chỉ trong các bài toán về véc-tơ mà còn trong việc tìm tọa độ các điểm đặc biệt như trung điểm, trọng tâm (có thể coi là trường hợp đặc biệt của đẳng thức véc-tơ), và các bài toán liên quan đến đường thẳng, mặt phẳng sau này.
• Xem thêm: