Một con nhện đang treo mình dưới một sợi tơ theo phương thẳng đứng thì bị một cơn gió thổi theo phương ngang làm dây treo lệch đi so với phương thẳng đứng một góc \(60^\circ \). Biết trọng lượng của con nhện là \(P = 0,1\;{\rm{N}}\). Độ lớn của lực mà gió tác dụng lên con nhện ở vị trí như hình vẽ là \(\frac{{\sqrt a }}{b}\) với \(a\) là số nguyên tố, \(b\) là số nguyên dương. Tính giá trị của biểu thức \(T = a + b\).

a) \(\overrightarrow {IB} \) và \(\overrightarrow {IC} \) ngược hướng.

b) \(2AK = 3KB\) và \(K\) là điểm nằm trên cạnh \(AB\) nên \(\overrightarrow {BK} = \frac{2}{5}\overrightarrow {BA} = - \frac{2}{5}\overrightarrow {AB} \);

\(I\) là điểm nằm trên cạnh \(BC\) sao cho \(BI = 3IC\) nên \(\overrightarrow {BI} = \frac{3}{4}\overrightarrow {BC} \).

\[\overrightarrow {BK} \cdot \overrightarrow {BI} = \left| {\overrightarrow {BK} } \right| \cdot \left| {\overrightarrow {BI} } \right| \cdot \cos \left( {\overrightarrow {BK} ,\overrightarrow {BI} } \right)\]\[ = \frac{2}{5}AB \cdot \frac{3}{4}BC \cdot \cos \widehat {ABC}\]\[ = \frac{3}{{10}}AB \cdot BC \cdot \cos \widehat {ABC}\].

c) \(\overrightarrow {AI} - \overrightarrow {CI} = \overrightarrow {AI} + \overrightarrow {IC} = \overrightarrow {AC} \).

d) \(\overrightarrow {AI} = \overrightarrow {AB} + \overrightarrow {BI} = \overrightarrow {AB} + \frac{3}{4}\overrightarrow {BC} = \overrightarrow {AB} + \frac{3}{4}\left( {\overrightarrow {AC} - \overrightarrow {AB} } \right)\)\( = \frac{1}{4}\overrightarrow {AB} + \frac{3}{4}\overrightarrow {AC} \).

Đáp án: a) Sai;     b) Sai;    c) Sai;    d) Đúng.

a) Do \(ABCD\) là hình chữ nhật nên ta có \(\overrightarrow {BA} + \overrightarrow {BC} = \overrightarrow {BD} \Leftrightarrow \overrightarrow {BD} - \overrightarrow {BC} = \overrightarrow {BA} \).

b) Ta có \(\overrightarrow {AD} = \overrightarrow {BD} - \overrightarrow {BA} = \overrightarrow {BD} - \overrightarrow {BE} - \overrightarrow {EA} = \overrightarrow {BD} - \overrightarrow {BE} - \overrightarrow {DE} \) \( = \overrightarrow {BD} - \overrightarrow {BE} - \left( {\overrightarrow {BE} - \overrightarrow {BD} } \right) = 2\overrightarrow {BD} - 2\overrightarrow {BE} \).

c) Do \(ABCD\) là hình chữ nhật và \(E\) là trung điểm cạnh \(AD\) nên ta có:

\(\overrightarrow {BE} = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {BA} + \overrightarrow {BD} } \right) = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {BA} + \overrightarrow {BA} + \overrightarrow {BC} } \right) = \overrightarrow {BA} + \frac{1}{2}\overrightarrow {BC} \).

d) Có \(\overrightarrow {AC} = \overrightarrow {AB} + \overrightarrow {BC} \).

Theo giả thiết, hai đường thẳng \(BE,AC\) vuông góc nhau nên ta có:

\(\overrightarrow {BE} \cdot \overrightarrow {AC} = 0\)\( \Leftrightarrow \left( {\overrightarrow {BA} + \frac{1}{2}\overrightarrow {BC} } \right)\left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {BC} } \right) = 0\)\( \Leftrightarrow \overrightarrow {BA} \cdot \overrightarrow {AB} + \overrightarrow {BA} \cdot \overrightarrow {BC} + \frac{1}{2}\overrightarrow {BC} \cdot \overrightarrow {AB} + \frac{1}{2}{\overrightarrow {BC} ^2} = 0\)

\( \Leftrightarrow - {\overrightarrow {AB} ^2} + 0 + \frac{1}{2} \cdot 0 + \frac{1}{2}{\overrightarrow {BC} ^2} = 0\)\( \Leftrightarrow B{C^2} = 2A{B^2} \Leftrightarrow B{C^2} = 8\)\( \Rightarrow BC = 2\sqrt 2 \).

Do \(ABCD\) là hình chữ nhật nên \(AD = BC = 2\sqrt 2 \).

Đáp án: a) Đúng;     b) Sai;    c) Sai;    d) Đúng.