Cho tam giác đều $ABC$ và các điểm $M,N,P$ thỏa mãn $\overrightarrow {BM} = k\overrightarrow {BC} ,\overrightarrow {CN} = \frac{2}{3}\overrightarrow {CA} ,\overrightarrow {AP} = \frac{4}{{15}}\overrightarrow {AB} $. Tìm được $k = \frac{a}{b}$($\frac{a}{b}$ là phân số tối giản) để $AM$ vuông góc với $PN$. Tính $2a + b$.

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Bài tập ôn tập Toán 10 Cánh diều Chương 4 có đáp án !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Đáp án:

$Cho tam giác đều $ABC$ và các điểm $M,N,P$ thỏa mãn (ảnh 1)$

Ta có $\overrightarrow {AM} = \overrightarrow {AB} + \overrightarrow {BM} = \overrightarrow {AB} + k\overrightarrow {BC} = \overrightarrow {AB} + k\overrightarrow {AC} - k\overrightarrow {AB} $$ = k\overrightarrow {AC} + \left( {1 - k} \right)\overrightarrow {AB} $.

$\overrightarrow {PN} = \overrightarrow {AN} - \overrightarrow {AP} = \frac{1}{3}\overrightarrow {AC} - \frac{4}{{15}}\overrightarrow {AB} $.

Để $AM \bot PN$ thì $\overrightarrow {AM} \cdot \overrightarrow {PN} = 0$$ \Leftrightarrow \left( {k\overrightarrow {AC} + \left( {1 - k} \right)\overrightarrow {AB} } \right)\left( {\frac{1}{3}\overrightarrow {AC} - \frac{4}{{15}}\overrightarrow {AB} } \right) = 0$

$ \Leftrightarrow \frac{k}{3}{\overrightarrow {AC} ^2} - \frac{{4k}}{{15}}\overrightarrow {AC} \cdot \overrightarrow {AB} + \frac{{1 - k}}{3} \cdot \overrightarrow {AB} \cdot \overrightarrow {AC} - \frac{{4\left( {1 - k} \right)}}{{15}}{\overrightarrow {AB} ^2} = 0$

$ \Leftrightarrow \left[ {\frac{k}{3} - \frac{{4\left( {1 - k} \right)}}{{15}}} \right]{\overrightarrow {AC} ^2} + \left( {\frac{{1 - k}}{3} - \frac{{4k}}{{15}}} \right)\left| {\overrightarrow {AC} } \right| \cdot \left| {\overrightarrow {AB} } \right| \cdot \cos 60^\circ = 0$$ \Leftrightarrow \left[ {\frac{k}{3} - \frac{{4\left( {1 - k} \right)}}{{15}}} \right]{\overrightarrow {AC} ^2} + \left( {\frac{{1 - k}}{6} - \frac{{4k}}{{30}}} \right){\left| {\overrightarrow {AC} } \right|^2} = 0$

$ \Leftrightarrow \left( {\frac{k}{3} - \frac{{4\left( {1 - k} \right)}}{{15}} + \frac{{1 - k}}{6} - \frac{{4k}}{{30}}} \right){\left| {\overrightarrow {AC} } \right|^2} = 0$

$ \Leftrightarrow \frac{k}{3} - \frac{{4\left( {1 - k} \right)}}{{15}} + \frac{{1 - k}}{6} - \frac{{4k}}{{30}} = 0$$ \Leftrightarrow \frac{{3k}}{{10}} = \frac{1}{{10}}$$ \Leftrightarrow k = \frac{1}{3}$.

Suy ra $a = 1;b = 3$. Do đó $2a + b = 5$.

Hot: 1000+ Đề thi cuối kì 1 file word cấu trúc mới 2025 Toán, Văn, Anh... lớp 1-12 (chỉ từ 60k). Tải ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Trên đoạn đường hành trình giữa hai điểm A và B có một ngọn núi, chính vì vậy đã phải đi theo đường vòng theo đường gấp khúc ACDB như hình vẽ. Biết rằng AC = 400 m, CD = 500 m, DB = 400 m và $\widehat {ACD} = 138^\circ ,\widehat {CDB} = 122^\circ $. Hãy xác định độ dài đoạn đường AB theo đơn vị mét (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị).

Lời giải

Trên đoạn đường hành trình giữa hai điểm A và B có một ngọn núi, chính vì vậy đã phải đi (ảnh 2)

Áp dụng định lí cô sin cho tam giác $BCD$, có

$B{C^2} = C{D^2} + B{D^2} - 2CD \cdot DB \cdot \cos D = {500^2} + {400^2} - 2 \cdot 500 \cdot 400 \cdot \cos 122^\circ \Rightarrow BC \approx 789$(m).

Áp dụng định lí sin cho tam giác $BCD$, có:

$\frac{{BC}}{{\sin D}} = \frac{{BD}}{{\sin C}} \Rightarrow \sin C = \frac{{BD \cdot \sin D}}{{BC}} = \frac{{400 \cdot \sin 122^\circ }}{{789}} \Rightarrow \widehat C \approx 25,5^\circ $.

Suy ra $\widehat {ACB} = 138^\circ - 25,5^\circ = 112,5^\circ $.

Áp dụng định lí cô sin cho tam giác $ABC$, có

$A{B^2} = A{C^2} + B{C^2} - 2AC \cdot BC \cdot \cos C = {400^2} + {789^2} - 2 \cdot 400 \cdot 789 \cdot \cos 112,5^\circ \Rightarrow AB \approx 1012$ (m).

Câu 2

Cho hai lực $\overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} $ cùng tác động vào một chất điểm $M$. Biết cường độ lực $\overrightarrow {{F_1}} $ bằng 150 N, cường độ lực $\overrightarrow {{F_2}} $ bằng 100 N và góc tọa bởi hai lực $\overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} $ bằng $120^\circ $. Gọi $\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} $ là lực tổng hợp tác động vào chất điểm $M$. Tính cường độ của lực tổng hợp $\overrightarrow F $ (theo đơn vị N) (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị).

Lời giải

Có ${\left( {\overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} } \right)^2} = {\overrightarrow {{F_1}} ^2} + 2\overrightarrow {{F_1}} \cdot \overrightarrow {{F_2}} + {\overrightarrow {{F_2}} ^2}$$ = {\overrightarrow {{F_1}} ^2} + 2\left| {\overrightarrow {{F_1}} } \right| \cdot \left| {\overrightarrow {{F_2}} } \right| \cdot \cos \left( {\overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} } \right) + {\overrightarrow {{F_2}} ^2}$

$ = {150^2} + 2 \cdot 150 \cdot 100 \cdot \cos 120^\circ + {100^2}$$ = 17500$.

Khi đó $\left| {\overrightarrow F } \right| = \sqrt {17500} \approx 132$ (N).

Câu 3

Cho hình vuông $ABCD$ có tâm $O$. Mệnh đề nào sau đây đúng?

A. $\overrightarrow {AB} = \overrightarrow {CD} $.

B. $\overrightarrow {OA} = \overrightarrow {OC} $.

C. $\overrightarrow {AB} = \overrightarrow {BC} $.

D. $\overrightarrow {AD} = \overrightarrow {BC} $.

Lời giải