Câu 1
a) Chứng minh: $\overrightarrow{MP}+\overrightarrow{NQ}=\overrightarrow{NP}+\overrightarrow{MQ}$
Ta có:
\[
\overrightarrow{MP} + \overrightarrow{NQ} = (\overrightarrow{MN} + \overrightarrow{NP}) + \overrightarrow{NQ}
\]
\[
= \overrightarrow{MN} + (\overrightarrow{NP} + \overrightarrow{NQ})
\]
\[
= \overrightarrow{MN} + \overrightarrow{MQ}
\]
\[
= \overrightarrow{NP} + \overrightarrow{MQ}
\]
b) Cho tam giác ABC vuông tại B, biết $AC = a\sqrt{5}, BC = a$. Tính độ dài của $\overrightarrow{CA} - \overrightarrow{CB}$.
Trước tiên, ta nhận thấy rằng $\overrightarrow{CA} - \overrightarrow{CB} = \overrightarrow{BA}$.
Do tam giác ABC vuông tại B, theo định lý Pythagoras, ta có:
\[
AB^2 + BC^2 = AC^2
\]
\[
AB^2 + a^2 = (a\sqrt{5})^2
\]
\[
AB^2 + a^2 = 5a^2
\]
\[
AB^2 = 4a^2
\]
\[
AB = 2a
\]
Vậy độ dài của $\overrightarrow{CA} - \overrightarrow{CB}$ là $2a$.
Đáp số: $2a$
Câu 2
Trước tiên, ta vẽ hình và đánh dấu các thông tin đã cho:
- Tháp có chiều cao \( CD = h \).
- Điểm \( C \) là chân tháp.
- Điểm \( A \) và \( B \) nằm trên mặt đất sao cho ba điểm \( A \), \( B \), \( C \) thẳng hàng.
- Đo được \( AB = 24 \, m \), \( \widehat{CAD} = 63^\circ \), \( \widehat{CBD} = 48^\circ \).
Ta sẽ sử dụng định lý sin trong tam giác \( CAD \) và \( CBD \) để tính chiều cao \( h \).
Trong tam giác \( CAD \):
\[ \frac{h}{\sin(63^\circ)} = \frac{AC}{\sin(\widehat{ADC})} \]
Trong tam giác \( CBD \):
\[ \frac{h}{\sin(48^\circ)} = \frac{BC}{\sin(\widehat{BDC})} \]
Vì \( \widehat{ADC} + \widehat{BDC} = 180^\circ \) (do \( D \) nằm trên đường thẳng đứng từ \( C \)), ta có:
\[ \sin(\widehat{ADC}) = \sin(\widehat{BDC}) \]
Do đó, ta có thể viết:
\[ \frac{h}{\sin(63^\circ)} = \frac{AC}{\sin(\widehat{ADC})} \]
\[ \frac{h}{\sin(48^\circ)} = \frac{BC}{\sin(\widehat{ADC})} \]
Từ đây, ta có:
\[ \frac{h}{\sin(63^\circ)} = \frac{AC}{\sin(\widehat{ADC})} \]
\[ \frac{h}{\sin(48^\circ)} = \frac{BC}{\sin(\widehat{ADC})} \]
Nhân cả hai vế của mỗi phương trình với \( \sin(\widehat{ADC}) \):
\[ h = AC \cdot \sin(63^\circ) \]
\[ h = BC \cdot \sin(48^\circ) \]
Vì \( AC + BC = AB = 24 \, m \), ta có:
\[ AC = x \]
\[ BC = 24 - x \]
Thay vào các phương trình trên:
\[ h = x \cdot \sin(63^\circ) \]
\[ h = (24 - x) \cdot \sin(48^\circ) \]
Bằng cách đặt hai biểu thức này bằng nhau:
\[ x \cdot \sin(63^\circ) = (24 - x) \cdot \sin(48^\circ) \]
Giải phương trình này để tìm \( x \):
\[ x \cdot \sin(63^\circ) = 24 \cdot \sin(48^\circ) - x \cdot \sin(48^\circ) \]
\[ x \cdot (\sin(63^\circ) + \sin(48^\circ)) = 24 \cdot \sin(48^\circ) \]
\[ x = \frac{24 \cdot \sin(48^\circ)}{\sin(63^\circ) + \sin(48^\circ)} \]
Sau khi tìm được \( x \), ta thay vào một trong hai biểu thức ban đầu để tính \( h \):
\[ h = x \cdot \sin(63^\circ) \]
Vậy chiều cao \( h \) của khối tháp là:
\[ h = \left( \frac{24 \cdot \sin(48^\circ)}{\sin(63^\circ) + \sin(48^\circ)} \right) \cdot \sin(63^\circ) \]
Để tính cụ thể, ta sử dụng giá trị của các hàm sin:
\[ \sin(63^\circ) \approx 0,891 \]
\[ \sin(48^\circ) \approx 0,743 \]
Thay vào:
\[ x = \frac{24 \cdot 0,743}{0,891 + 0,743} \approx \frac{17,832}{1,634} \approx 10,91 \]
\[ h = 10,91 \cdot 0,891 \approx 9,72 \]
Vậy chiều cao của khối tháp là khoảng 9,72 mét.
Câu 3.
a) Mẫu số liệu thống kê giá vàng bán ra nhận được từ biểu đồ ở Hình 4 là:
\[ 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61 \]
b) Để tính độ lệch chuẩn của mẫu số liệu, ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Tính trung bình cộng của mẫu số liệu:
\[
\bar{x} = \frac{55 + 56 + 57 + 58 + 59 + 60 + 61}{7} = \frac{406}{7} = 58
\]
Bước 2: Tính phương sai của mẫu số liệu:
Phương sai \( s^2 \) được tính theo công thức:
\[
s^2 = \frac{\sum_{i=1}^{n}(x_i - \bar{x})^2}{n-1}
\]
Trong đó, \( n = 7 \) là số lượng giá trị trong mẫu số liệu.
Ta tính các giá trị \( (x_i - \bar{x})^2 \):
\[
(55 - 58)^2 = (-3)^2 = 9
\]
\[
(56 - 58)^2 = (-2)^2 = 4
\]
\[
(57 - 58)^2 = (-1)^2 = 1
\]
\[
(58 - 58)^2 = 0^2 = 0
\]
\[
(59 - 58)^2 = 1^2 = 1
\]
\[
(60 - 58)^2 = 2^2 = 4
\]
\[
(61 - 58)^2 = 3^2 = 9
\]
Tổng các giá trị này là:
\[
9 + 4 + 1 + 0 + 1 + 4 + 9 = 28
\]
Phương sai \( s^2 \) là:
\[
s^2 = \frac{28}{7-1} = \frac{28}{6} = \frac{14}{3} \approx 4.67
\]
Bước 3: Tính độ lệch chuẩn \( s \):
\[
s = \sqrt{s^2} = \sqrt{\frac{14}{3}} \approx \sqrt{4.67} \approx 2.16
\]
Vậy độ lệch chuẩn của mẫu số liệu là khoảng 2.16.
Câu 4
Để tìm tọa độ điểm \( H \) sao cho tam giác \( ABH \) vuông cân tại \( H \), ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm vectơ \( \overrightarrow{AB} \):
\[
\overrightarrow{AB} = (2 - (-1); 2 - 3) = (3; -1)
\]
2. Tìm hai vectơ \( \overrightarrow{u_1} \) và \( \overrightarrow{u_2} \) vuông góc và cùng độ dài với \( \overrightarrow{AB} \):
- Vectơ \( \overrightarrow{u_1} \) vuông góc với \( \overrightarrow{AB} \) và cùng độ dài:
\[
\overrightarrow{u_1} = (1; 3)
\]
- Vectơ \( \overrightarrow{u_2} \) cũng vuông góc với \( \overrightarrow{AB} \) và cùng độ dài:
\[
\overrightarrow{u_2} = (-1; -3)
\]
3. Tìm tọa độ điểm \( H \):
- Điểm \( H \) có thể nằm ở hai vị trí khác nhau, tương ứng với hai vectơ \( \overrightarrow{u_1} \) và \( \overrightarrow{u_2} \).
Với \( \overrightarrow{u_1} = (1; 3) \):
\[
\overrightarrow{AH} = \overrightarrow{u_1} \Rightarrow H = A + \overrightarrow{u_1} = (-1; 3) + (1; 3) = (0; 6)
\]
Với \( \overrightarrow{u_2} = (-1; -3) \):
\[
\overrightarrow{AH} = \overrightarrow{u_2} \Rightarrow H = A + \overrightarrow{u_2} = (-1; 3) + (-1; -3) = (-2; 0)
\]
Vậy, tọa độ điểm \( H \) để tam giác \( ABH \) vuông cân tại \( H \) là:
\[
H = (0; 6) \text{ hoặc } H = (-2; 0)
\]