Bài 5: Cho tam giác đều ABC nội tiếp trong đường tròn tâm O. Gọi M, N lần lượt laø trung điểm của OA, OB.. Goïi I laø trung ñieåm cuûa AM vaø K laø ñieåm treân caïnh AC sao cho. 3) B[r]
(1)CHUYÊN ĐỀ : VEC – TƠ A KIẾN THỨC CẦN NHỚ :
1/Định nghóa:
Vec tơ đoạn thẳng có hướng
Độ dài vec tơ khoảng cách điểm đầu điểm cuối vec tơ Ký hiệu độ dài vec tơ AB là: AB
Vec tơ – không (Ký hiệu:
) vec tơ có điểm đầu điểm cuối trùng 0
Hai vec tơ phương hai vec tơ có giá hai đường thẳng song song trùng nhau.
Hai vec tơ hai vec tơ hướng độ dài Ký hiệu a b a b
2/ Tổng hai vec tơ:
a) Định nghĩa: Cho a b Từ điểm A đó, vẽ AB=a, từ B vẽ BC b Khi đó: AC gọi tổng a b Ký hiệu :AC a b
a
a b b
a+b
Phép tốn tìm tổng hai véctơ cịn gọi phép cộng véctơ b) Các tính chất phép cộng vectơ : Với ba véctơ a b c, ,
tuỳ y, ta có : Tính chất giao hốn : a b b a
Tính chất kết hợp ( a+ b¿+c=a+( b+ c) Tính chất vec tơ – khơng: a+ 0=0+ a=a 3/ Hiệu hai vec tơ:
a) Véctơ đối vec tơ: Véctơ có độ dài ngược hướng với a gọi là véctơ đối véctơ a Ký hiệu véctơ đối véctơ a là: -a
* a b 0 ab
* Véctơ đối véctơ 0 véctơ 0 b) Định nghĩa hiệu hai vec tơ :
Hiệu a btheo thứ tự tổng a vec tơ đối b Kí hiệu : a b a ( )b
Phép tốn tìm hiệu hai véctơ cịn gọi phép trừ véctơ 4/ Tích số với vec tơ:
a) Định nghóa : Cho số k 0và vectơ a0
Tích số k với vectơ a mộât vectơ Kí hiệu ka.
+ Vectơ kacùng hướng với a k>0, ngược hướng với a k<0. B
(2)+ |ka| = |k| |a|
* Quy ước: a =0 , ka =0
b) Tính chất phép nhân số với vec tơ: a,b; k, hR, ta có: 1) k(ab
) = kakb 2) (h k)a
= haka 3) h(ka) = (hk) a
4) a= a ; (-1) a = -a.
5/ Qui tắc ba điểm: Với ba điểm A , B , C tùy ý: AB BC AC
(qui tắc cộng) AB
- AC CB
(qui tắc trừ) 6/ Qui tắc hình bình hành:
Tứ giác ABCD hình bình hành AB AD AC
7/ Các ứng dụng:
a) I trung điểm đoạn AB : IA IB 0
MA MB 2MI
(Với điểm M) b) G trọng tâm tam giác ABC : GA GB GC 0
MA MB MC 3MG
(Với điểm M) c) a
b
(b
) phương k / a
=kb
d) A, B, C phân biệt thẳng hàng k≠0 / AB=kAC
(3)B.BÀI TẬP:
1) Phương pháp : AB AB
Ví dụ: Cho hình vng ABCD cạnh a điểm E cho DB CE
Gọi I trung điểm đoạn CE a) Tính DE
b) Chứng minh
1
BI BD
Giải:
a) Xét tứ giác DBEC: Vì DB CE
(gt) nên DBEC hình bình hành Gọi O giao điểm DE BC O trung điểm DE BC
2
DE DI
Xét tam giác vng DCO, ta có: DO2=DC2+CI2
2
2 5
4
a a
DO a DI
Vậy DE=a
b) Vì DBEC hình bình hành nên BE=DC=a ∆BCE vuông cân B.
BI trung tuyến ứng với cạnh huyền CE Do : BI=
1
2BD
1
BI BD
2) Phương pháp xác định tính độ dài a
+b
,a
-b : 1/ Xác định: a
+b
=AB
, a
-b
=CD
2/Tính độ dài đoạn AB, CD: Gắn AB, CD vào đa giác đặc biệt: tam giác vuông, tam giác đều, hình vng, … để tính cạnh phương pháp tính trực tiếp.
3) Các ví dụ:
Bài1: Chứng minh rằng: |a+b| |a|+|b|
Giaûi: Giả sử:AB
= a, BC = b. + Nếua
b
khơng phương A, B, C
đỉnh tam giác nên AC< AB+BC B
A C
(4)Vì a
+ b
= AB
+BC
=AC
nên |a
+b
| < | a|+|b|
+ Nếua
b
khơng hướng, ta có : |a
+b
| < |a
|+|b
| + Nếua
b
hướng, ta có: |a +b | = |a |+|b | Vậy : |a
+b
| |a
|+|b
| (đpcm) Bài 2: Cho tam giác ABC, cạnh a Tính :
a) |AB AC
| b) |AB AC
| Giaûi:
a) |AB AC
| =? * Xác định AB AC
:
Vẽ hình bình hành ABEC, Theo qui tắc hình bình hành ta có: AB AC
=AE
*Tính |AB AC
|= AE
=AE=? Vì ABEC hình bình hành mà AB=ACnên ABEC hình thoi Gọi I=AE BC, ta có: AE=2AI
Mà AI= a
neân AE= a Vaäy: |AB AC
| = a b) ĐS: |AB AC
| = CB
= a 4) Bài tập tương tự:
1/ Cho tam giác ABC tam giác cạnh 2a Tính độ dài vectơ BA−BC,CA+CB.
2/ Cho hình vng ABCD cạnh a, O giao điểm hai đường chéo Tính :OA CB AB DC CD DA , ,
3/ Cho hình thoi ABCD có BAD600và cạnh a Gọi O giao điểm hai đường chéo Tính :
, ,
AB AD BA BC OB DC
1) Phương pháp:
Dùng quy tắc ba điểm tìm tổng, hiệu hai vec tơ, tìm vec tơ đối, … để thực trong cách sau:
C1: Biến đổi vế thành vế kia
C2: Biến đổi hai vế đẳng thức để hai vế nhau.
C3: Biến đổi đẳng thức cần CM tương đương với đảng thức vec tơ công nhận đúng.
2) Các ví dụ: VD1:
A
B C
E
(5)Cho bốn điểm A, B, C, D Chứng minh rằng: AC DB AB DC (1) Giải:
C1: Biến đổi vế trái: AC DB AB BC DB AB DC
C2:Biến đổi vế phải: AB DC AC CB DC AC DB
C3: Ta có : (1) AC AB DC DB BC BC
là đẳng thức đúng. Vậy (1) chứng minh
VD2:
Cho G trọng tâm tam giác ABC Các điểm M, N, P trung điểm cạnh AB, BC CA Chứng minh :AM BN CP 0
Giải: Biến đổi vế trái:
1 1
0
2 2
AM BN CP AB BC CA AB BC CA
3) Bài tập tương tự:
Bài1:Cho bốn điểm A, B, C, D Gọi M, N, I trung điểm đoạn AB, CD, MN.CMR:
a)AB CD AD CB
b)IA IB IC ID 0
c) OA OB OC OD 4OI
Bài 2: Cho sáu điểm A, B, C, D, E, F Chứng minh :AD BE CF AE BF CD
Bài
: Cho điểm M, N, P, Q, R, S Chứng minh:
a/ MN+PQ=MQ+PN . b/ MP+NQ+RS=MS+NP+RQ . Bài
: Cho G trọng tâm tam giác ABC Các điểm M, N, P trung điểm cạnh AB, BC CA Chứng minh :
a)AN BP CM 0 b)GM GN GP 0
c)Tam giác ABC tam giác MNP có trọng tâm Bài 5: Cho hình bình hành ABCD Chứng minh: a/ AB+2AC+AD=3AC
b/ Gọi M, N trung điểm AB CD Chứng minh: 2MN AC BD BCAD Bài 6: Cho tam giác ABC Gọi O, G, H theo thứ tự tâm đường trịn ngoại tiếp, trọng tâm, trực tâm tam giác I tâm đường trịn qua trung điểm ba cạnh tam giác CMR:
a/ GA+GB+GC=0 b/ MA+MB+MC=3MG với M điểm
c/ OA+OB+OC=OH=3OG d/ HA+HB+HC=2HO=3HG e/ OH=2OI
f/ v=3MA−5MB+2MC không đổi, không phụ thuộc vào vị trí điểm M
1) Phương pháp:
Sử dụng tính chất: Cho a b,
không phương, x,k h, /x ka hb
R
Hoặc quy tắc ba điểm , quy tắc hình bình hành , tính chất trung điểm đoạn thẳng, tính chất trọng tâm tam giác.
2) Ví dụ:
Cho AK vàBM hai trung tuyến tam giác ABC Hãy phân tích vec tơ AB BC CA, , theo hai vec tô uAK v BM;
Giải:
Vì K, M trung điểm BC AC nên ta có:
(6)2AKAB AC ; 2BM BA BC (1)
2 (2)
AB CA u
AB BC v
Từ (1) (2), ta có: CA BC 2u 2v (3) Mà: AB BC CA 0
(4)
Từ (2) (4), ta có:2BC CA 2v
(5) Từ(3) (5), ta có:
2
3
3
BC u v BC u v
(6) Từ (5) (6), ta có:
4
3
CA u v
Từ (7) (1) ta có:
2
3
AB u v
3) Bài tập : Bài
:Cho tam giác ABC Gọi I trung điểm cạnh BC, K trung điểm BI. Chứng minh: a)
1
2
AK AB AI
b)
3
4
AK AB AC
Bài : Tam giác ABC, M trung điểm cạnh BC Phân tích AM
theo BA
CA HD:Sử dụng tính chất trung điểm
1
AM AB AC
Bài : Cho tam giác ABC Gọi I điểm thỏa mãn điều kiện IA+2IB+3IC=0 a/ Chứng minh rằng: I trọng tâm tam giác BCD, D trung điểm cạnh AC b/ Biểu thị vectơ AI theo hai vectơ AB AC .
Bài
: Cho t/giác ABCD có M, N, P, Q theo thứ tự t/điểm AD, BC, DB, AC CMR: a/ MN=1
2(AB+DC) ; b/ PQ=
2(AB−DC) ; c/ OA+OB+OC+OD=0 (O t/điểm MN)
d/ MA+MB+MC+MD=4MO (O trung điểm MN)
Bài 5: Cho tam giác ABC nội tiếp đường tròn tâm O Hãy xác định điểm M, N, P cho: a) OM =OA OB
b) ON
=OB OC
c) OP =OC OA
Hướng dẫn:
Các điểm M, N, P tương ứng điểm đối xứng C,A,B
Bài 6: Cho tam gíac OAB Gọi M, N laø trung điểm OA, OB Tìm số m, n cho: a) OM mOA nOB
b) AN mOA nOB
c) MN mOA nOB
d) MB mOA nOB
ÑS:
1
/
2
a OM OA OB /
2
b AN OB OA
1 1
/
2
c MN OB OA
1
/
2
d MB OA OB
C
B
A
DẠNG4 : CHỨNG MINH BA ĐIỂM THẲNG HÀNG, HAI ĐƯỜNG
(7)1) Phương pháp: Sử dụng tính chất: Ba điểm A B C thẳng hàng AB
vaø AC
phương ABk AC
.
Neáu ABkCD
hai đường thẳng AB, CD phân biệt AB // CD
2) 1Ví dụ : AK AC
3
Ví dụ : Cho tam giác ABC trung tuyến AM Gọi I trung điểm AM K điểm cạnh AC cho Chứng minh ba điểm B, I, K thẳng hàng.
Giải: Đặt uBA v, BC
ta phân tích BK BI theo hai vec tô u v,
1
( )
3
u BC BA
1
3
u AC
BK BA AK
= 1 ( ) 3
u v u
2 1
3u 3v
= (1)1
( )
2
BI BA BM
1 1 1 1
( )
2 u 2v 2u 4v
(2)
2u v 3BK u v,2 4BI Từ (1) (2) 4
3
BK BI
Vaäy3BK 4BI hay
Do đó: Ba điểm B, I, K thẳng hàng.
Ví dụ : Cho tam giác ABC Hai điểm M, N xác định biểu thức :
0,
BC MA AB NA AC
Chứng minh : MN // AC. Giải: Ta có: BC MA AB NA 3AC 0
BC AB MA AN 3AC 0
AC MN 3AC0
MN 2AC
Vậy MN phương với AC
.
Theo giả thiết ta có BC AM
, mà A, B, C không thẳng hàng nên ABCM hình bình hành. M AC MN // AC
3) Bài tập tương tự
Bài 1: Cho tam giác ABC có trọng tâm G Gọi I điểm đối xứng với A qua B, J điểm cạnh AC cho AJ=
2
5AC Chứng minh I, J, G thẳng hàng.
Bài 2: Gọi G, O, H trọng tâm, tâm đường tròn ngoại tiếp trực tâm tam giác ABC Chứng minh G, O, H thẳng hàng
HD: Gọi D trung điểm cạnh BC; A’ điểm đối xứng với A qua O CM: BHCA’ hình bình hành
2 ;
OB OC OD AH OH OG
(OD đường trung bình ∆AHA’, tính chất trọng tâm tam giác) Bài 3: Cho tam giác ABC Gọi D, I điểm xác định hệ thức:
3DB 2DC0;IA3IB 2IC0
a) Tính AD theo AB
(8)b) Chứng minh ba điểm I, A D thẳng hàng
1) Phương pháp:
Để dựng điểm M thỏa mãn đẳng thức vec tơ, ta biến đổi đẳng thức vec tơ dạng AM v
(Với điểm A cố định; v vec tơ biết)
2) Ví dụ : Cho tam giác ABC Hãy dựng điểm I thỏa mãn điều kiện: IA2IB0 Giải:
2
1
3
IA IB IB BA IB
BI BA BI BA
Dựng điểm I đoạn AB cho
BI AB
Vậy I điểm cần dựng 3) Bài tập:
Bài 1: Cho hình bình hành ABCD có tâm O Dựng điểm M cho :4MA3MB2MC MD 0
Baøi 2: Cho tam giác ABC Hãy xác định điểm M, N, P cho:
/
/
/
a MA MB MC
b NA NB NC
c PA PB PC
Bài 3:Cho tam giác ABC M điểm tùy ý Hãy dựng điểm D cho
CD MA MB MC
HD: Biến đổi MA2MB 3MC MA MC 2MB MC CA2CB
Bài 4: Cho hai điểm A, B phân biệt Hãy xác định điểm P, Q, R bieát :
2PA3PB0; 2 QA QB 0; RA 3RB0
Bài 5:Cho tứ giác ABCD Tìm điểm M thỏa mãn đẳng thức:
2
MA MB MD MC
HD: Gọi I, J trung điểm AD, BC
(9)BàI TậP Về NHà Dạng 1
1/ Cho tam giác ABC tam giác cạnh 2a Tính độ dài vectơ BA−BC,CA+CB.
2/ Cho hình vng ABCD cạnh a, O giao điểm hai đường chéo Tính :OA CB AB DC CD DA , ,
3/ Cho hình thoi ABCD có BAD600và cạnh a Gọi O giao điểm hai đường chéo Tính :
, ,
AB AD BA BC OB DC
D¹ng 2
Bài1:Cho bốn điểm A, B, C, D Gọi M, N, I trung điểm đoạn AB, CD, MN.CMR:
a)AB CD AD CB b)IA IB IC ID 0
c) OA OB OC OD 4OI
Bài 2: Cho sáu điểm A, B, C, D, E, F Chứng minh :AD BE CF AE BF CD
Bài
: Cho điểm M, N, P, Q, R, S Chứng minh:
a/ MN+PQ=MQ+PN . b/ MP+NQ+RS=MS+NP+RQ . Bài
: Cho G trọng tâm tam giác ABC Các điểm M, N, P trung điểm cạnh AB, BC CA Chứng minh :
a)AN BP CM 0
b)GM GN GP 0
c)Tam giác ABC tam giác MNP có trọng tâm Bài 5: Cho hình bình hành ABCD Chứng minh: a/ AB+2AC+AD=3AC
b/ Gọi M, N trung điểm AB CD Chứng minh: 2MN AC BD BCAD Bài 6: Cho tam giác ABC Gọi O, G, H theo thứ tự tâm đường trịn ngoại tiếp, trọng tâm, trực tâm tam giác I tâm đường trịn qua trung điểm ba cạnh tam giác CMR:
a/ GA+GB+GC=0 b/ MA+MB+MC=3MG với M điểm
c/ OA+OB+OC=OH=3OG d/ HA+HB+HC=2HO=3HG e/ OH=2OI
f/ v=3MA−5MB+2MC không đổi, không phụ thuộc vào vị trí điểm M D¹ng 3
Bài
(10)Chứng minh: a)
1
2
AK AB AI
b)
3
4
AK AB AC
Bài : Tam giác ABC, M trung điểm cạnh BC Phân tích AM
theo BA
CA HD:Sử dụng tính chất trung điểm
1
AM AB AC
Bài : Cho tam giác ABC Gọi I điểm thỏa mãn điều kiện IA+2IB+3IC=0 a/ Chứng minh rằng: I trọng tâm tam giác BCD, D trung điểm cạnh AC b/ Biểu thị vectơ AI theo hai vectơ AB AC .
Bài
: Cho t/giác ABCD có M, N, P, Q theo thứ tự t/điểm AD, BC, DB, AC CMR: a/ MN=1
2(AB+DC) ; b/ PQ=
2(AB−DC) ; c/ OA+OB+OC+OD=0 (O t/điểm MN)
d/ MA+MB+MC+MD=4MO (O trung điểm MN)
Bài 5: Cho tam giác ABC nội tiếp đường tròn tâm O Hãy xác định điểm M, N, P cho: a) OM =OA OB
b) ON
=OB OC
c) OP =OC OA
Hướng dẫn:
Các điểm M, N, P tương ứng điểm đối xứng C,A,B
Bài 6: Cho tam gíac OAB Gọi M, N trung điểm OA, OB Tìm caùc số m, n cho: a) OM mOA nOB
b) AN mOA nOB
c) MN mOA nOB
d) MB mOA nOB
ÑS:
1
/
2
a OM OA OB /
2
b AN OB OA
1 1
/
2
c MN OB OA
1
/
2
d MB OA OB
D¹ng 4
Bài 1: Cho tam giác ABC có trọng tâm G Gọi I điểm đối xứng với A qua B, J điểm cạnh AC cho AJ=
2
5AC Chứng minh I, J, G thẳng hàng.
Bài 2: Gọi G, O, H trọng tâm, tâm đường tròn ngoại tiếp trực tâm tam giác ABC Chứng minh G, O, H thẳng hàng
HD: Gọi D trung điểm cạnh BC; A’ điểm đối xứng với A qua O CM: BHCA’ hình bình hành
2 ;
OB OC OD AH OH OG
(OD đường trung bình ∆AHA’, tính chất trọng tâm tam giác) Bài 3: Cho tam giác ABC Gọi D, I điểm xác định hệ thức:
3DB 2DC 0;IA3IB 2IC0 a) Tính AD theo AB vaø AC
b) Chứng minh ba điểm I, A D thẳng hàng D¹ng 5
C B
(11)Bài 1: Cho hình bình hành ABCD có tâm O Dựng điểm M cho :4MA3MB2MC MD 0
Baøi 2: Cho tam giác ABC Hãy xác định điểm M, N, P cho:
/
/
/
a MA MB MC
b NA NB NC
c PA PB PC
Bài 3:Cho tam giác ABC M điểm tùy ý Hãy dựng điểm D cho
CD MA MB MC
HD: Biến đổi MA2MB 3MC MA MC 2MB MC CA2CB
Baøi 4: Cho hai điểm A, B phân biệt Hãy xác định điểm P, Q, R biết :
2PA3PB0; 2 QA QB 0; RA 3RB0
Bài 5:Cho tứ giác ABCD Tìm điểm M thỏa mãn đẳng thức:
2
MA MB MD MC