Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng bước như sau:
a) Tìm tọa độ các vectơ \(\overrightarrow{AB}\), \(\overrightarrow{AC}\), \(\overrightarrow{AD}\).
1. Tọa độ vectơ \(\overrightarrow{AB}\):
\[
\overrightarrow{AB} = (x_B - x_A, y_B - y_A, z_B - z_A) = (5 - 1, 6 - (-2), 3 - 7) = (4, 8, -4)
\]
2. Tọa độ vectơ \(\overrightarrow{AC}\):
\[
\overrightarrow{AC} = (x_C - x_A, y_C - y_A, z_C - z_A) = (-4 - 1, 7 - (-2), 10 - 7) = (-5, 9, 3)
\]
3. Tọa độ vectơ \(\overrightarrow{AD}\):
Để tìm tọa độ vectơ \(\overrightarrow{AD}\), trước tiên chúng ta cần xác định tọa độ điểm D trong phần b.
b) Tìm tọa độ điểm D sao cho tứ giác ABCD là hình bình hành.
Để tứ giác ABCD là hình bình hành, cần có \(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{CD}\) hoặc \(\overrightarrow{AC} = \overrightarrow{BD}\).
Chúng ta chọn \(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{CD}\).
- Tọa độ vectơ \(\overrightarrow{CD}\) là:
\[
\overrightarrow{CD} = (x_D - x_C, y_D - y_C, z_D - z_C)
\]
- Theo điều kiện \(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{CD}\), ta có:
\[
(4, 8, -4) = (x_D - (-4), y_D - 7, z_D - 10)
\]
Từ đó, ta giải hệ phương trình:
\[
\begin{cases}
x_D + 4 = 4 \\
y_D - 7 = 8 \\
z_D - 10 = -4
\end{cases}
\]
Giải hệ phương trình trên, ta được:
\[
\begin{cases}
x_D = 0 \\
y_D = 15 \\
z_D = 6
\end{cases}
\]
Vậy tọa độ điểm D là \(D(0, 15, 6)\).
Kết luận:
- Tọa độ các vectơ là:
- \(\overrightarrow{AB} = (4, 8, -4)\)
- \(\overrightarrow{AC} = (-5, 9, 3)\)
- \(\overrightarrow{AD} = (-1, 17, -1)\) (sau khi đã biết tọa độ D)
- Tọa độ điểm D để tứ giác ABCD là hình bình hành là \(D(0, 15, 6)\).