Câu 16.7,
Để giải quyết các câu hỏi trong bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng bước một.
a) Điểm $M(384; -48; 214)$ là trung điểm của đoạn thẳng $AB$?
Trung điểm của đoạn thẳng $AB$ được tính bằng công thức:
\[ M = \left( \frac{x_A + x_B}{2}, \frac{y_A + y_B}{2}, \frac{z_A + z_B}{2} \right) \]
Thay tọa độ của $A(-40; 5; 2)$ và $B(808; -101; 426)$ vào công thức:
\[ M = \left( \frac{-40 + 808}{2}, \frac{5 - 101}{2}, \frac{2 + 426}{2} \right) \]
\[ M = \left( \frac{768}{2}, \frac{-96}{2}, \frac{428}{2} \right) \]
\[ M = (384, -48, 214) \]
Vậy điểm $M(384; -48; 214)$ đúng là trung điểm của đoạn thẳng $AB$.
b) Vector $\overrightarrow{u} = (8; 1; 4)$ là vector chỉ phương của đường thẳng $AB$?
Vector chỉ phương của đường thẳng $AB$ được tính bằng cách lấy hiệu giữa tọa độ của hai điểm $B$ và $A$:
\[ \overrightarrow{AB} = (x_B - x_A, y_B - y_A, z_B - z_A) \]
\[ \overrightarrow{AB} = (808 - (-40), -101 - 5, 426 - 2) \]
\[ \overrightarrow{AB} = (848, -106, 424) \]
Ta thấy rằng:
\[ \overrightarrow{u} = (8; 1; 4) \]
\[ \overrightarrow{AB} = (848; -106; 424) \]
Chúng ta kiểm tra xem $\overrightarrow{u}$ có phải là bội của $\overrightarrow{AB}$ hay không:
\[ \overrightarrow{AB} = 106 \cdot (8; 1; 4) \]
Vậy $\overrightarrow{u} = (8; 1; 4)$ đúng là vector chỉ phương của đường thẳng $AB$.
c) Thời gian cabin cáp treo đi từ $A$ đến $B$ là 2 phút 39 giây?
Đầu tiên, ta tính khoảng cách giữa hai điểm $A$ và $B$:
\[ AB = \sqrt{(x_B - x_A)^2 + (y_B - y_A)^2 + (z_B - z_A)^2} \]
\[ AB = \sqrt{(808 + 40)^2 + (-101 - 5)^2 + (426 - 2)^2} \]
\[ AB = \sqrt{848^2 + (-106)^2 + 424^2} \]
\[ AB = \sqrt{719104 + 11236 + 179776} \]
\[ AB = \sqrt{899116} \]
\[ AB \approx 948.22 \text{ mét} \]
Thời gian cabin cáp treo đi từ $A$ đến $B$:
\[ t = \frac{AB}{v} \]
\[ t = \frac{948.22}{6} \]
\[ t \approx 158.04 \text{ giây} \]
Chuyển đổi thời gian sang phút và giây:
\[ 158.04 \text{ giây} = 2 \text{ phút } 38.04 \text{ giây} \]
Vậy thời gian cabin cáp treo đi từ $A$ đến $B$ là 2 phút 38 giây, gần đúng là 2 phút 39 giây.
d) Sau khi di chuyển từ $A$ được 1 phút, cabin cáp treo cách mặt đất 162 mét?
Sau 1 phút, cabin cáp treo đã đi được:
\[ s = v \times t \]
\[ s = 6 \times 60 \]
\[ s = 360 \text{ mét} \]
Tọa độ của cabin sau 1 phút:
\[ M = A + \frac{s}{AB} \cdot \overrightarrow{AB} \]
\[ M = (-40; 5; 2) + \frac{360}{948.22} \cdot (848; -106; 424) \]
\[ M = (-40; 5; 2) + 0.3797 \cdot (848; -106; 424) \]
\[ M = (-40; 5; 2) + (322.06; -40.01; 160.06) \]
\[ M \approx (282.06; -35.01; 162.06) \]
Vậy sau khi di chuyển từ $A$ được 1 phút, cabin cáp treo cách mặt đất 162 mét.
Kết luận:
a) Đúng, điểm $M(384; -48; 214)$ là trung điểm của đoạn thẳng $AB$.
b) Đúng, vector $\overrightarrow{u} = (8; 1; 4)$ là vector chỉ phương của đường thẳng $AB$.
c) Đúng, thời gian cabin cáp treo đi từ $A$ đến $B$ là 2 phút 39 giây.
d) Đúng, sau khi di chuyển từ $A$ được 1 phút, cabin cáp treo cách mặt đất 162 mét.
Câu 16.8.
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Tìm vectơ chỉ phương của đường thẳng MN:
- Điểm M có tọa độ (500; 200; 10)
- Điểm N có tọa độ (800; 300; 10)
Vectơ $\overrightarrow{MN}$ là:
\[
\overrightarrow{MN} = (800 - 500, 300 - 200, 10 - 10) = (300, 100, 0)
\]
2. Tính khoảng cách giữa hai điểm M và N:
- Sử dụng công thức tính khoảng cách giữa hai điểm trong không gian:
\[
d(M, N) = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2 + (z_2 - z_1)^2}
\]
Thay tọa độ của M và N vào:
\[
d(M, N) = \sqrt{(800 - 500)^2 + (300 - 200)^2 + (10 - 10)^2} = \sqrt{300^2 + 100^2 + 0^2} = \sqrt{90000 + 10000} = \sqrt{100000} = 100\sqrt{10} \text{ km}
\]
3. Tính vận tốc của máy bay:
- Thời gian máy bay di chuyển từ M đến N là 20 phút, tức là $\frac{1}{3}$ giờ.
- Vận tốc của máy bay là:
\[
v = \frac{d(M, N)}{\text{thời gian}} = \frac{100\sqrt{10}}{\frac{1}{3}} = 300\sqrt{10} \text{ km/giờ}
\]
4. Xác định hướng di chuyển của máy bay:
- Vectơ chỉ phương của đường thẳng MN là $\overrightarrow{MN} = (300, 100, 0)$.
- Máy bay đang di chuyển theo hướng của vectơ này, tức là từ điểm M (500; 200; 10) đến điểm N (800; 300; 10).
5. Kiểm tra xem máy bay đang tiến gần hay xa vị trí đặt ra đa:
- Vị trí đặt ra đa là gốc tọa độ O(0; 0; 0).
- Khoảng cách từ M đến O:
\[
d(O, M) = \sqrt{(500 - 0)^2 + (200 - 0)^2 + (10 - 0)^2} = \sqrt{500^2 + 200^2 + 10^2} = \sqrt{250000 + 40000 + 100} = \sqrt{290100} = 10\sqrt{2901} \text{ km}
\]
- Khoảng cách từ N đến O:
\[
d(O, N) = \sqrt{(800 - 0)^2 + (300 - 0)^2 + (10 - 0)^2} = \sqrt{800^2 + 300^2 + 10^2} = \sqrt{640000 + 90000 + 100} = \sqrt{730100} = 10\sqrt{7301} \text{ km}
\]
- So sánh hai khoảng cách:
\[
10\sqrt{2901} < 10\sqrt{7301}
\]
- Kết luận: Khoảng cách từ máy bay đến vị trí đặt ra đa tăng lên, tức là máy bay đang tiến xa vị trí đặt ra đa.
Đáp số: Máy bay đang tiến xa vị trí đặt ra đa.