Câu 4.
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng bước theo yêu cầu của đề bài.
Bước 1: Tìm tọa độ của vectơ $\overrightarrow{AB}$
Tọa độ của điểm $A$ là $(8, 9, 2)$ và tọa độ của điểm $B$ là $(3, 5, 1)$.
Tọa độ của vectơ $\overrightarrow{AB}$ được tính như sau:
\[
\overrightarrow{AB} = (3 - 8, 5 - 9, 1 - 2) = (-5, -4, -1)
\]
Bước 2: Xác định tọa độ của điểm $M$
Theo đề bài, $\overrightarrow{AM} = 3\overrightarrow{AB}$. Ta có:
\[
\overrightarrow{AM} = 3(-5, -4, -1) = (-15, -12, -3)
\]
Tọa độ của điểm $M$ được xác định từ tọa độ của điểm $A$ và vectơ $\overrightarrow{AM}$:
\[
M = A + \overrightarrow{AM} = (8, 9, 2) + (-15, -12, -3) = (8 - 15, 9 - 12, 2 - 3) = (-7, -3, -1)
\]
Bước 3: Kiểm tra các lựa chọn
a) $\overrightarrow{AB} = (-5, -4, -1)$. Đúng.
b) Độ dài đoạn thẳng $AB$:
\[
AB = \sqrt{(3-8)^2 + (5-9)^2 + (1-2)^2} = \sqrt{(-5)^2 + (-4)^2 + (-1)^2} = \sqrt{25 + 16 + 1} = \sqrt{42}
\]
Đề bài nói $AB = \sqrt{41}$, nhưng thực tế là $\sqrt{42}$. Do đó, lựa chọn này sai.
c) Số đo góc $A$ trong tam giác $ABC$:
Ta cần tính vectơ $\overrightarrow{AC}$:
\[
\overrightarrow{AC} = (11 - 8, 10 - 9, 4 - 2) = (3, 1, 2)
\]
Sử dụng công thức cosin để tính góc giữa hai vectơ:
\[
\cos(\angle BAC) = \frac{\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC}}{|\overrightarrow{AB}| |\overrightarrow{AC}|}
\]
\[
\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} = (-5)(3) + (-4)(1) + (-1)(2) = -15 - 4 - 2 = -21
\]
\[
|\overrightarrow{AB}| = \sqrt{42}, \quad |\overrightarrow{AC}| = \sqrt{3^2 + 1^2 + 2^2} = \sqrt{9 + 1 + 4} = \sqrt{14}
\]
\[
\cos(\angle BAC) = \frac{-21}{\sqrt{42} \cdot \sqrt{14}} = \frac{-21}{\sqrt{588}} = \frac{-21}{2\sqrt{147}} = \frac{-21}{2 \cdot 7\sqrt{3}} = \frac{-21}{14\sqrt{3}} = \frac{-3}{2\sqrt{3}} = -\frac{\sqrt{3}}{2}
\]
\[
\angle BAC = \cos^{-1}\left(-\frac{\sqrt{3}}{2}\right) = 150^\circ
\]
Do đó, góc $A$ không phải là $45^\circ$. Lựa chọn này sai.
d) Tổng tọa độ của điểm $M$:
\[
x + y + z = -7 + (-3) + (-1) = -11
\]
Lựa chọn này sai.
Kết luận
Đáp án đúng là:
a) $\overrightarrow{AB} = (-5, -4, -1)$