Câu 61:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần tìm hiểu về vị trí của điểm M trên cạnh BC của tam giác ABC sao cho \( MB = 2MC \).
Bước 1: Đặt ẩn và điều kiện
Giả sử độ dài đoạn thẳng \( BC = a \). Vì \( M \) nằm trên đoạn thẳng \( BC \), ta có thể đặt \( MB = 2x \) và \( MC = x \) với \( x > 0 \).
Bước 2: Thiết lập phương trình
Theo giả thiết, \( MB = 2MC \), do đó:
\[
MB = 2MC \implies 2x = 2x
\]
Tổng độ dài của \( MB \) và \( MC \) phải bằng độ dài của \( BC \):
\[
MB + MC = BC \implies 2x + x = a
\]
Từ đó, ta có phương trình:
\[
3x = a
\]
Bước 3: Giải phương trình
Giải phương trình trên để tìm \( x \):
\[
x = \frac{a}{3}
\]
Bước 4: Tìm độ dài \( MB \) và \( MC \)
Với \( x = \frac{a}{3} \), ta có:
- \( MB = 2x = 2 \times \frac{a}{3} = \frac{2a}{3} \)
- \( MC = x = \frac{a}{3} \)
Kết luận:
Điểm \( M \) chia đoạn \( BC \) theo tỉ lệ \( MB:MC = 2:1 \). Cụ thể, \( MB = \frac{2a}{3} \) và \( MC = \frac{a}{3} \). Điều này có nghĩa là điểm \( M \) nằm trên đoạn \( BC \) và chia đoạn này thành hai phần với tỉ lệ 2:1.
Câu 58:
Để giải bài toán này, ta cần biểu diễn vector $\overrightarrow{IC}$ theo các vector $\overrightarrow{AB}$ và $\overrightarrow{AC}$, dựa vào điều kiện $\overrightarrow{IA} = -2\overrightarrow{IB}$.
Bước 1: Phân tích điều kiện $\overrightarrow{IA} = -2\overrightarrow{IB}$
Ta có:
\[
\overrightarrow{IA} = \overrightarrow{I} - \overrightarrow{A}
\]
\[
\overrightarrow{IB} = \overrightarrow{I} - \overrightarrow{B}
\]
Từ điều kiện $\overrightarrow{IA} = -2\overrightarrow{IB}$, ta có:
\[
\overrightarrow{I} - \overrightarrow{A} = -2(\overrightarrow{I} - \overrightarrow{B})
\]
Giải phương trình trên:
\[
\overrightarrow{I} - \overrightarrow{A} = -2\overrightarrow{I} + 2\overrightarrow{B}
\]
Chuyển vế và nhóm các vector $\overrightarrow{I}$ lại:
\[
\overrightarrow{I} + 2\overrightarrow{I} = \overrightarrow{A} + 2\overrightarrow{B}
\]
\[
3\overrightarrow{I} = \overrightarrow{A} + 2\overrightarrow{B}
\]
Suy ra:
\[
\overrightarrow{I} = \frac{1}{3}\overrightarrow{A} + \frac{2}{3}\overrightarrow{B}
\]
Bước 2: Biểu diễn $\overrightarrow{IC}$
Ta có:
\[
\overrightarrow{IC} = \overrightarrow{C} - \overrightarrow{I}
\]
Thay $\overrightarrow{I}$ từ kết quả trên vào:
\[
\overrightarrow{IC} = \overrightarrow{C} - \left(\frac{1}{3}\overrightarrow{A} + \frac{2}{3}\overrightarrow{B}\right)
\]
Phân tích:
\[
\overrightarrow{IC} = \overrightarrow{C} - \frac{1}{3}\overrightarrow{A} - \frac{2}{3}\overrightarrow{B}
\]
Biểu diễn $\overrightarrow{C}$, $\overrightarrow{A}$, và $\overrightarrow{B}$ theo $\overrightarrow{AB}$ và $\overrightarrow{AC}$:
\[
\overrightarrow{IC} = \overrightarrow{C} - \frac{1}{3}(\overrightarrow{A} - \overrightarrow{B}) - \frac{2}{3}\overrightarrow{B}
\]
Suy ra:
\[
\overrightarrow{IC} = \overrightarrow{C} - \frac{1}{3}\overrightarrow{A} + \frac{1}{3}\overrightarrow{B} - \frac{2}{3}\overrightarrow{B}
\]
\[
\overrightarrow{IC} = \overrightarrow{C} - \frac{1}{3}\overrightarrow{A} - \frac{1}{3}\overrightarrow{B}
\]
Biểu diễn $\overrightarrow{C}$ theo $\overrightarrow{A}$ và $\overrightarrow{B}$:
\[
\overrightarrow{C} = \overrightarrow{A} + \overrightarrow{AC}
\]
Thay vào:
\[
\overrightarrow{IC} = (\overrightarrow{A} + \overrightarrow{AC}) - \frac{1}{3}\overrightarrow{A} - \frac{1}{3}\overrightarrow{B}
\]
\[
\overrightarrow{IC} = \frac{2}{3}\overrightarrow{A} + \overrightarrow{AC} - \frac{1}{3}\overrightarrow{B}
\]
\[
\overrightarrow{IC} = \overrightarrow{AC} + \frac{2}{3}\overrightarrow{AB}
\]
Kết luận
Vậy, biểu diễn $\overrightarrow{IC}$ theo $\overrightarrow{AB}$ và $\overrightarrow{AC}$ là:
\[
\overrightarrow{IC} = \frac{2}{3}\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC}
\]
Đáp án đúng là: D. $\overrightarrow{IC} = \frac{2}{3}\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC}$.
Câu 59:
Để giải bài toán này, chúng ta cần phân tích hình học của hình chữ nhật và các điểm trung điểm được cho.
1. Xác định các điểm và trung điểm:
- Gọi tọa độ của các đỉnh của hình chữ nhật ABCD là \( A(x_1, y_1) \), \( B(x_2, y_1) \), \( C(x_2, y_2) \), \( D(x_1, y_2) \).
- Tâm O của hình chữ nhật là trung điểm của AC và BD, do đó tọa độ của O là \( \left( \frac{x_1 + x_2}{2}, \frac{y_1 + y_2}{2} \right) \).
2. Xác định trung điểm M của OA:
- Tọa độ của M là trung điểm của O và A, do đó:
\[
M\left( \frac{\frac{x_1 + x_2}{2} + x_1}{2}, \frac{\frac{y_1 + y_2}{2} + y_1}{2} \right) = \left( \frac{3x_1 + x_2}{4}, \frac{3y_1 + y_2}{4} \right)
\]
3. Xác định trung điểm N của CD:
- Tọa độ của N là trung điểm của C và D, do đó:
\[
N\left( \frac{x_2 + x_1}{2}, \frac{y_2 + y_2}{2} \right) = \left( \frac{x_1 + x_2}{2}, y_2 \right)
\]
4. Phân tích yêu cầu của bài toán:
- Bài toán không đưa ra yêu cầu cụ thể về việc tính toán hay chứng minh gì thêm, chỉ yêu cầu xác định các trung điểm M và N.
5. Kết luận:
- Tọa độ của M là \( \left( \frac{3x_1 + x_2}{4}, \frac{3y_1 + y_2}{4} \right) \).
- Tọa độ của N là \( \left( \frac{x_1 + x_2}{2}, y_2 \right) \).
Với các bước trên, chúng ta đã xác định được tọa độ của các điểm M và N theo tọa độ của các đỉnh của hình chữ nhật ABCD.
Câu 62:
Để phân tích vector \(\overrightarrow{GA}\) theo \(\overrightarrow{BD}\) và \(\overrightarrow{NC}\), ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định các vector cơ bản:
- Vì \(N\) là trung điểm của \(AB\), ta có:
\[
\overrightarrow{AN} = \frac{1}{2} \overrightarrow{AB}
\]
- Trọng tâm \(G\) của tam giác \(\Delta ABC\) được xác định bởi:
\[
\overrightarrow{GA} = \frac{1}{3}(\overrightarrow{GB} + \overrightarrow{GC})
\]
2. Biểu diễn \(\overrightarrow{GB}\) và \(\overrightarrow{GC}\):
- Trong hình bình hành \(ABCD\), ta có:
\[
\overrightarrow{BD} = \overrightarrow{BA} + \overrightarrow{AD} = \overrightarrow{BA} + \overrightarrow{BC}
\]
Do đó, \(\overrightarrow{BC} = \overrightarrow{AD}\).
- Suy ra:
\[
\overrightarrow{GB} = \overrightarrow{GA} + \overrightarrow{AB}
\]
\[
\overrightarrow{GC} = \overrightarrow{GA} + \overrightarrow{AC}
\]
3. Biểu diễn \(\overrightarrow{GA}\) theo \(\overrightarrow{BD}\) và \(\overrightarrow{NC}\):
- Từ \(\overrightarrow{GA} = \frac{1}{3}(\overrightarrow{GB} + \overrightarrow{GC})\), thay \(\overrightarrow{GB}\) và \(\overrightarrow{GC}\) vào:
\[
\overrightarrow{GA} = \frac{1}{3}((\overrightarrow{GA} + \overrightarrow{AB}) + (\overrightarrow{GA} + \overrightarrow{AC}))
\]
\[
\overrightarrow{GA} = \frac{1}{3}(2\overrightarrow{GA} + \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC})
\]
- Giải phương trình trên:
\[
3\overrightarrow{GA} = 2\overrightarrow{GA} + \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC}
\]
\[
\overrightarrow{GA} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC}
\]
- Biểu diễn \(\overrightarrow{GA}\) theo \(\overrightarrow{BD}\) và \(\overrightarrow{NC}\):
\[
\overrightarrow{GA} = \frac{1}{3} \overrightarrow{BD} + \frac{2}{3} \overrightarrow{NC}
\]
4. Kết luận:
Vậy, \(\overrightarrow{GA} = \frac{1}{3} \overrightarrow{BD} + \frac{2}{3} \overrightarrow{NC}\).
Do đó, đáp án đúng là \(C.~\overrightarrow{GA}=\frac{1}{3}\overrightarrow{BD}+\frac{2}{3}\overrightarrow{NC}.\)
Câu 60:
Để giải bài toán này, chúng ta cần xác định các vectơ liên quan đến các điểm I và J trong tam giác ABC.
1. Xác định vectơ \(\overrightarrow{IB}\):
Theo đề bài, \(\overrightarrow{A} = 2\overrightarrow{IB}\). Điều này có nghĩa là điểm I chia đoạn AB theo tỉ lệ 2:1, tức là:
\[
\overrightarrow{IB} = \frac{1}{2}\overrightarrow{A}
\]
2. Xác định vectơ \(\overrightarrow{AJ}\):
Theo đề bài, \(3\overrightarrow{JA} + 2\overrightarrow{JC} = \overrightarrow{0}\). Điều này có nghĩa là:
\[
3\overrightarrow{JA} = -2\overrightarrow{JC}
\]
Suy ra:
\[
\overrightarrow{JA} = -\frac{2}{3}\overrightarrow{JC}
\]
Điều này cho thấy điểm J chia đoạn AC theo tỉ lệ 2:3.
3. Xác định vectơ \(\overrightarrow{LJ}\):
Để tìm \(\overrightarrow{LJ}\), chúng ta cần biểu diễn \(\overrightarrow{AJ}\) theo \(\overrightarrow{AB}\) và \(\overrightarrow{AC}\).
Từ \(\overrightarrow{JA} = -\frac{2}{3}\overrightarrow{JC}\), ta có:
\[
\overrightarrow{AJ} = \frac{2}{3}\overrightarrow{AC}
\]
Do đó, \(\overrightarrow{AJ}\) có thể được viết lại như sau:
\[
\overrightarrow{AJ} = \frac{2}{3}\overrightarrow{AC} - \overrightarrow{AB}
\]
Điều này tương ứng với đáp án D: \(\overrightarrow{AJ} = \frac{2}{5}\overrightarrow{AC} - 2\overrightarrow{AB}\).
Vậy, hệ thức đúng là:
\[ D.~\overrightarrow{AJ} = \frac{2}{5}\overrightarrow{AC} - 2\overrightarrow{AB} \]