Skip to main content

Biểu diễn vectơ AG và chứng minh ba điểm thẳng hàng trong hình hộp

Đề bài:

Cho hình hộp ABCD.A'B'C'D', gọi G là trọng tâm của tam giác BDA'. a) Biểu diễn \(\overrightarrow{AG}\) theo \(\overrightarrow{AB}\), \(\overrightarrow{AD}\) và \(\overrightarrow{AA'}\). b) Từ câu a, chứng tỏ ba điểm A, G và C' thẳng hàng.

Phân tích bài toán

Tóm tắt đề bài
Hình hộp ABCD.A'B'C'D', G là trọng tâm tam giác BDA'. Yêu cầu biểu diễn \(\overrightarrow{AG}\) theo ba vectơ \(\overrightarrow{AB}\), \(\overrightarrow{AD}\), \(\overrightarrow{AA'}\); sau đó dùng kết quả đó chứng minh A, G, C' thẳng hàng.
Kiến thức cần dùng
Quy tắc hình bình hành: nếu ABCD là hình bình hành thì I là trung điểm của cả AC lẫn BD. Công thức trọng tâm: G là trọng tâm tam giác A'BD thì \(\overrightarrow{A'G} = \frac{2}{3}\overrightarrow{A'I}\) với I là trung điểm BD. Công thức trung điểm: \(\overrightarrow{A'I} = \frac{1}{2}(\overrightarrow{A'B} + \overrightarrow{A'D})\). Quy tắc hình hộp: \(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AD} + \overrightarrow{AA'} = \overrightarrow{AC'}\). Ba điểm thẳng hàng khi \(\overrightarrow{AC'} = k\overrightarrow{AG}\) với k là số thực.
Phương pháp giải
Một cách. Gọi I là giao điểm AC và BD (I là trung điểm BD vì ABCD là hình bình hành), suy ra A'I là đường trung tuyến của tam giác A'BD. Dùng tính chất trọng tâm để tính \(\overrightarrow{A'G}\), sau đó tính \(\overrightarrow{AG} = \overrightarrow{AA'} + \overrightarrow{A'G}\). Câu b so sánh \(\overrightarrow{AG}\) với \(\overrightarrow{AC'}\) qua quy tắc hình hộp.
Ứng dụng thực tế
Trong thiết kế kiến trúc, người ta cần xác định điểm cân bằng (trọng tâm) của các mặt cắt không gian để tính toán phân bố lực — bài toán này luyện đúng kỹ năng đó. Em thử hình dung: nếu ba cột nhà nằm tại B, D, A' của một căn phòng hình hộp, điểm G chính là vị trí đặt trụ đỡ trung tâm tối ưu.

Gợi ý (0/3)

Lời giải chi tiết

Các bài tập cùng bài họcBài tập cuối chương 2

Góp ý về bài tập

Bạn thấy nội dung có gì chưa ổn? Góp ý của bạn giúp chúng tôi cải thiện.

...