a) Ta có:
\[
\overrightarrow{AB} = (3 - 1, 4 - 3, -5 + 2) = (2, 1, -3)
\]
\[
\overrightarrow{AC} = (2 - 1, 0 - 3, 0 + 2) = (1, -3, 2)
\]
Tính tích vô hướng:
\[
\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} = 2 \cdot 1 + 1 \cdot (-3) + (-3) \cdot 2 = 2 - 3 - 6 = -7
\]
Tính độ dài các véc-tơ:
\[
|\overrightarrow{AB}| = \sqrt{2^2 + 1^2 + (-3)^2} = \sqrt{4 + 1 + 9} = \sqrt{14}
\]
\[
|\overrightarrow{AC}| = \sqrt{1^2 + (-3)^2 + 2^2} = \sqrt{1 + 9 + 4} = \sqrt{14}
\]
Tính góc BAC:
\[
\cos(\angle BAC) = \frac{\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC}}{|\overrightarrow{AB}| |\overrightarrow{AC}|} = \frac{-7}{\sqrt{14} \cdot \sqrt{14}} = \frac{-7}{14} = -\frac{1}{2}
\]
\[
\angle BAC = \cos^{-1}\left(-\frac{1}{2}\right) = 120^\circ
\]
b) Đã tính ở phần trên:
\[
\overrightarrow{AB} = (2, 1, -3)
\]
\[
\overrightarrow{AC} = (1, -3, 2)
\]
c) Tọa độ trọng tâm G của tam giác ABC:
\[
G = \left( \frac{x_A + x_B + x_C}{3}, \frac{y_A + y_B + y_C}{3}, \frac{z_A + z_B + z_C}{3} \right)
\]
\[
G = \left( \frac{1 + 3 + 2}{3}, \frac{3 + 4 + 0}{3}, \frac{-2 - 5 + 0}{3} \right) = \left( \frac{6}{3}, \frac{7}{3}, \frac{-7}{3} \right) = \left( 2, \frac{7}{3}, -\frac{7}{3} \right)
\]
d) Để kiểm tra tam giác ABC có phải là tam giác đều hay không, ta cần kiểm tra độ dài các cạnh:
\[
|\overrightarrow{AB}| = \sqrt{14}
\]
\[
|\overrightarrow{AC}| = \sqrt{14}
\]
\[
\overrightarrow{BC} = (2 - 3, 0 - 4, 0 + 5) = (-1, -4, 5)
\]
\[
|\overrightarrow{BC}| = \sqrt{(-1)^2 + (-4)^2 + 5^2} = \sqrt{1 + 16 + 25} = \sqrt{42}
\]
Vì \(|\overrightarrow{AB}| = |\overrightarrow{AC}| = \sqrt{14}\) nhưng \(|\overrightarrow{BC}| = \sqrt{42}\), nên tam giác ABC không phải là tam giác đều.
Kết luận:
- Góc BAC = 120°.
- \(\overrightarrow{AB} = (2, 1, -3)\), \(\overrightarrow{AC} = (1, -3, 2)\).
- Trọng tâm G của tam giác ABC là \(G \left( 2, \frac{7}{3}, -\frac{7}{3} \right)\).
- Tam giác ABC không phải là tam giác đều.