Câu 67:
Để tìm tọa độ điểm \(C\) trên trục \(Oy\) sao cho tam giác \(ABC\) vuông tại \(A\), ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định tọa độ điểm \(C\):
Vì điểm \(C\) nằm trên trục \(Oy\), tọa độ của nó sẽ có dạng \(C(0; y; 0)\).
2. Tìm vectơ \(\overrightarrow{AB}\) và \(\overrightarrow{AC}\):
- Vectơ \(\overrightarrow{AB}\) từ \(A(1;1;0)\) đến \(B(2;-1;3)\):
\[
\overrightarrow{AB} = (2-1, -1-1, 3-0) = (1, -2, 3)
\]
- Vectơ \(\overrightarrow{AC}\) từ \(A(1;1;0)\) đến \(C(0; y; 0)\):
\[
\overrightarrow{AC} = (0-1, y-1, 0-0) = (-1, y-1, 0)
\]
3. Điều kiện tam giác \(ABC\) vuông tại \(A\):
Để tam giác \(ABC\) vuông tại \(A\), vectơ \(\overrightarrow{AB}\) và vectơ \(\overrightarrow{AC}\) phải vuông góc với nhau. Điều này có nghĩa là tích vô hướng của chúng phải bằng 0:
\[
\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} = 0
\]
Tính tích vô hướng:
\[
(1, -2, 3) \cdot (-1, y-1, 0) = 1 \cdot (-1) + (-2) \cdot (y-1) + 3 \cdot 0 = -1 - 2(y-1) = -1 - 2y + 2 = 1 - 2y
\]
Đặt tích vô hướng bằng 0:
\[
1 - 2y = 0
\]
Giải phương trình:
\[
2y = 1 \implies y = \frac{1}{2}
\]
4. Tọa độ điểm \(C\):
Do đó, tọa độ của điểm \(C\) là:
\[
C(0; \frac{1}{2}; 0)
\]
Vậy đáp án đúng là:
D. \( (0; \frac{1}{2}; 0) \)
Đáp số: \( (0; \frac{1}{2}; 0) \)
Câu 68:
Để tìm giá trị của tham số \( m \) sao cho \(\cos(\overrightarrow{u}, \overrightarrow{v}) = \frac{4}{\sqrt{30}}\), ta thực hiện các bước sau:
1. Tính tích vô hướng \(\overrightarrow{u} \cdot \overrightarrow{v}\):
\[
\overrightarrow{u} \cdot \overrightarrow{v} = 1 \cdot 2 + 1 \cdot 0 + 2 \cdot m = 2 + 2m
\]
2. Tính độ dài của các vectơ \(\overrightarrow{u}\) và \(\overrightarrow{v}\):
\[
|\overrightarrow{u}| = \sqrt{1^2 + 1^2 + 2^2} = \sqrt{1 + 1 + 4} = \sqrt{6}
\]
\[
|\overrightarrow{v}| = \sqrt{2^2 + 0^2 + m^2} = \sqrt{4 + m^2}
\]
3. Áp dụng công thức tính cosin góc giữa hai vectơ:
\[
\cos(\overrightarrow{u}, \overrightarrow{v}) = \frac{\overrightarrow{u} \cdot \overrightarrow{v}}{|\overrightarrow{u}| \cdot |\overrightarrow{v}|}
\]
Thay các giá trị đã tính vào:
\[
\frac{2 + 2m}{\sqrt{6} \cdot \sqrt{4 + m^2}} = \frac{4}{\sqrt{30}}
\]
4. Giải phương trình:
\[
\frac{2 + 2m}{\sqrt{6} \cdot \sqrt{4 + m^2}} = \frac{4}{\sqrt{30}}
\]
Nhân cả hai vế với \(\sqrt{6} \cdot \sqrt{4 + m^2}\):
\[
2 + 2m = \frac{4 \cdot \sqrt{6} \cdot \sqrt{4 + m^2}}{\sqrt{30}}
\]
Rút gọn \(\sqrt{30}\) thành \(\sqrt{6} \cdot \sqrt{5}\):
\[
2 + 2m = \frac{4 \cdot \sqrt{6} \cdot \sqrt{4 + m^2}}{\sqrt{6} \cdot \sqrt{5}} = \frac{4 \cdot \sqrt{4 + m^2}}{\sqrt{5}}
\]
Nhân cả hai vế với \(\sqrt{5}\):
\[
(2 + 2m) \cdot \sqrt{5} = 4 \cdot \sqrt{4 + m^2}
\]
Bình phương cả hai vế để loại bỏ căn bậc hai:
\[
(2 + 2m)^2 \cdot 5 = 16 \cdot (4 + m^2)
\]
Mở ngoặc và giản ước:
\[
4 + 8m + 4m^2 = \frac{16 \cdot (4 + m^2)}{5}
\]
Nhân cả hai vế với 5:
\[
20 + 40m + 20m^2 = 64 + 16m^2
\]
Chuyển tất cả các hạng tử về một vế:
\[
20m^2 - 16m^2 + 40m + 20 - 64 = 0
\]
\[
4m^2 + 40m - 44 = 0
\]
Chia cả phương trình cho 4:
\[
m^2 + 10m - 11 = 0
\]
5. Giải phương trình bậc hai:
\[
m^2 + 10m - 11 = 0
\]
Áp dụng công thức nghiệm:
\[
m = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
\]
Với \(a = 1\), \(b = 10\), \(c = -11\):
\[
m = \frac{-10 \pm \sqrt{10^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-11)}}{2 \cdot 1} = \frac{-10 \pm \sqrt{100 + 44}}{2} = \frac{-10 \pm \sqrt{144}}{2} = \frac{-10 \pm 12}{2}
\]
\[
m = \frac{2}{2} = 1 \quad \text{hoặc} \quad m = \frac{-22}{2} = -11
\]
Vậy giá trị của tham số \( m \) là \( m = 1 \) hoặc \( m = -11 \).
Đáp án đúng là: B. \( m = 1 \) hoặc \( m = -11 \).
Câu 69:
Để tìm giá trị của $\cos(\overrightarrow{AC^\prime},\overrightarrow{B^\prime D^\prime})$, ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm tọa độ các điểm còn lại:
- Ta biết rằng trong hình hộp, các cạnh song song và bằng nhau. Do đó:
- \(C\) có tọa độ \((2; -1; 2)\) vì \(C\) nằm trên đường thẳng song song với \(AB\) và \(AD\).
- \(C'\) có tọa độ \((2; 0; 0)\) vì \(C'\) nằm trên đường thẳng song song với \(A'B'\) và \(A'D'\).
- \(B'\) có tọa độ \((2; 1; 0)\) vì \(B'\) nằm trên đường thẳng song song với \(A'B'\) và \(AB\).
- \(D'\) có tọa độ \((1; -1; -1)\) vì \(D'\) nằm trên đường thẳng song song với \(A'D'\) và \(AD\).
2. Tìm vectơ \(\overrightarrow{AC'}\) và \(\overrightarrow{B'D'}\):
- \(\overrightarrow{AC'} = C' - A = (2; 0; 0) - (1; 0; 1) = (1; 0; -1)\)
- \(\overrightarrow{B'D'} = D' - B' = (1; -1; -1) - (2; 1; 0) = (-1; -2; -1)\)
3. Tính tích vô hướng \(\overrightarrow{AC'} \cdot \overrightarrow{B'D'}\):
- \(\overrightarrow{AC'} \cdot \overrightarrow{B'D'} = (1; 0; -1) \cdot (-1; -2; -1) = 1 \times (-1) + 0 \times (-2) + (-1) \times (-1) = -1 + 0 + 1 = 0\)
4. Tính độ dài của các vectơ \(\overrightarrow{AC'}\) và \(\overrightarrow{B'D'}\):
- \(|\overrightarrow{AC'}| = \sqrt{1^2 + 0^2 + (-1)^2} = \sqrt{1 + 0 + 1} = \sqrt{2}\)
- \(|\overrightarrow{B'D'}| = \sqrt{(-1)^2 + (-2)^2 + (-1)^2} = \sqrt{1 + 4 + 1} = \sqrt{6}\)
5. Tính giá trị của \(\cos(\overrightarrow{AC'}, \overrightarrow{B'D'})\):
- \(\cos(\overrightarrow{AC'}, \overrightarrow{B'D'}) = \frac{\overrightarrow{AC'} \cdot \overrightarrow{B'D'}}{|\overrightarrow{AC'}| |\overrightarrow{B'D'}|} = \frac{0}{\sqrt{2} \times \sqrt{6}} = 0\)
Do đó, giá trị của \(\cos(\overrightarrow{AC'}, \overrightarrow{B'D'})\) là \(0\).
Đáp án đúng là: E. 0