Câu 1:
Để xác định khẳng định nào đúng, chúng ta cần kiểm tra từng khẳng định một cách chi tiết.
Khẳng định A: \(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC} = \overrightarrow{BC}\).
- Xét \(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC}\), theo quy tắc hình bình hành, tổng của hai vectơ \(\overrightarrow{AB}\) và \(\overrightarrow{AC}\) không thể bằng \(\overrightarrow{BC}\) trừ khi điểm B, C trùng nhau, điều này mâu thuẫn với giả thiết A, B, C phân biệt. Do đó, khẳng định này sai.
Khẳng định B: \(\overrightarrow{MP} + \overrightarrow{NM} = \overrightarrow{NP}\).
- Xét \(\overrightarrow{MP} + \overrightarrow{NM}\), theo quy tắc cộng vectơ, ta có:
\[
\overrightarrow{MP} + \overrightarrow{NM} = \overrightarrow{NP}
\]
Điều này đúng vì \(\overrightarrow{MP} + \overrightarrow{NM}\) chính là vectơ từ N đến P. Do đó, khẳng định này đúng.
Khẳng định C: \(\overrightarrow{CA} + \overrightarrow{BA} = \overrightarrow{CB}\).
- Xét \(\overrightarrow{CA} + \overrightarrow{BA}\), theo quy tắc cộng vectơ, ta có:
\[
\overrightarrow{CA} + \overrightarrow{BA} = \overrightarrow{CB}
\]
Điều này đúng vì \(\overrightarrow{CA} + \overrightarrow{BA}\) chính là vectơ từ C đến B. Do đó, khẳng định này đúng.
Khẳng định D: \(\overrightarrow{AA} + \overrightarrow{BB} = \overrightarrow{AB}\).
- Xét \(\overrightarrow{AA} + \overrightarrow{BB}\), ta có:
\[
\overrightarrow{AA} = \overrightarrow{0} \quad \text{và} \quad \overrightarrow{BB} = \overrightarrow{0}
\]
Do đó, \(\overrightarrow{AA} + \overrightarrow{BB} = \overrightarrow{0} \neq \overrightarrow{AB}\). Khẳng định này sai.
Kết luận: Khẳng định đúng là \(\textcircled{B}\) và \(\textcircled{C}\).
Câu 2:
Để tính tổng các vectơ $\overrightarrow{MN}+\overrightarrow{PQ}+\overrightarrow{RN}+\overrightarrow{NP}+\overrightarrow{QR}$, ta sẽ sử dụng tính chất của vectơ và quy tắc cộng vectơ.
Trước tiên, ta sẽ nhóm các vectơ lại sao cho có thể đơn giản hóa:
1. Nhóm các vectơ có điểm đầu và điểm cuối trùng nhau:
- $\overrightarrow{MN} + \overrightarrow{NP} = \overrightarrow{MP}$ (vì điểm cuối của $\overrightarrow{MN}$ là $N$ và điểm đầu của $\overrightarrow{NP}$ cũng là $N$).
- $\overrightarrow{PQ} + \overrightarrow{QR} = \overrightarrow{PR}$ (vì điểm cuối của $\overrightarrow{PQ}$ là $Q$ và điểm đầu của $\overrightarrow{QR}$ cũng là $Q$).
2. Sau khi nhóm lại, ta có:
\[
\overrightarrow{MN} + \overrightarrow{NP} + \overrightarrow{PQ} + \overrightarrow{QR} + \overrightarrow{RN} = \overrightarrow{MP} + \overrightarrow{PR} + \overrightarrow{RN}
\]
3. Tiếp tục nhóm:
- $\overrightarrow{PR} + \overrightarrow{RN} = \overrightarrow{PN}$ (vì điểm cuối của $\overrightarrow{PR}$ là $R$ và điểm đầu của $\overrightarrow{RN}$ cũng là $R$).
4. Cuối cùng, ta có:
\[
\overrightarrow{MP} + \overrightarrow{PN} = \overrightarrow{MN} \quad (\text{vì điểm cuối của } \overrightarrow{MP} \text{ là } P \text{ và điểm đầu của } \overrightarrow{PN} \text{ cũng là } P)
\]
Vậy tổng của các vectơ là $\overrightarrow{MN}$.
Do đó, đáp án đúng là $B.~\overrightarrow{MN}$.
Câu 3:
Để xác định mệnh đề nào đúng, ta cần phân tích từng mệnh đề một cách chi tiết.
Mệnh đề A: \(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{CD} = \overrightarrow{AD} + \overrightarrow{CB}\).
- Xét vế trái: \(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{CD}\).
- Xét vế phải: \(\overrightarrow{AD} + \overrightarrow{CB}\).
Ta có thể biểu diễn các vectơ theo điểm đầu và điểm cuối:
- \(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OA}\)
- \(\overrightarrow{CD} = \overrightarrow{OD} - \overrightarrow{OC}\)
- \(\overrightarrow{AD} = \overrightarrow{OD} - \overrightarrow{OA}\)
- \(\overrightarrow{CB} = \overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OC}\)
Thay vào, ta có:
- Vế trái: \((\overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OA}) + (\overrightarrow{OD} - \overrightarrow{OC}) = \overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OD} - \overrightarrow{OA} - \overrightarrow{OC}\)
- Vế phải: \((\overrightarrow{OD} - \overrightarrow{OA}) + (\overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OC}) = \overrightarrow{OD} + \overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OA} - \overrightarrow{OC}\)
Như vậy, vế trái bằng vế phải. Do đó, mệnh đề A là đúng.
Mệnh đề B: \(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC} + \overrightarrow{CD} = \overrightarrow{DA}\).
- Xét vế trái: \(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC} + \overrightarrow{CD}\).
- Xét vế phải: \(\overrightarrow{DA}\).
Biểu diễn các vectơ:
- \(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OA}\)
- \(\overrightarrow{BC} = \overrightarrow{OC} - \overrightarrow{OB}\)
- \(\overrightarrow{CD} = \overrightarrow{OD} - \overrightarrow{OC}\)
- \(\overrightarrow{DA} = \overrightarrow{OA} - \overrightarrow{OD}\)
Thay vào, ta có:
- Vế trái: \((\overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OA}) + (\overrightarrow{OC} - \overrightarrow{OB}) + (\overrightarrow{OD} - \overrightarrow{OC}) = \overrightarrow{OD} - \overrightarrow{OA}\)
- Vế phải: \(\overrightarrow{OA} - \overrightarrow{OD}\)
Vế trái không bằng vế phải. Do đó, mệnh đề B là sai.
Mệnh đề C: \(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC} = \overrightarrow{CD} + \overrightarrow{DA}\).
- Xét vế trái: \(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC}\).
- Xét vế phải: \(\overrightarrow{CD} + \overrightarrow{DA}\).
Biểu diễn các vectơ:
- \(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OA}\)
- \(\overrightarrow{BC} = \overrightarrow{OC} - \overrightarrow{OB}\)
- \(\overrightarrow{CD} = \overrightarrow{OD} - \overrightarrow{OC}\)
- \(\overrightarrow{DA} = \overrightarrow{OA} - \overrightarrow{OD}\)
Thay vào, ta có:
- Vế trái: \((\overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OA}) + (\overrightarrow{OC} - \overrightarrow{OB}) = \overrightarrow{OC} - \overrightarrow{OA}\)
- Vế phải: \((\overrightarrow{OD} - \overrightarrow{OC}) + (\overrightarrow{OA} - \overrightarrow{OD}) = \overrightarrow{OA} - \overrightarrow{OC}\)
Vế trái không bằng vế phải. Do đó, mệnh đề C là sai.
Mệnh đề D: \(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AD} = \overrightarrow{CD} + \overrightarrow{DB}\).
- Xét vế trái: \(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AD}\).
- Xét vế phải: \(\overrightarrow{CD} + \overrightarrow{DB}\).
Biểu diễn các vectơ:
- \(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OA}\)
- \(\overrightarrow{AD} = \overrightarrow{OD} - \overrightarrow{OA}\)
- \(\overrightarrow{CD} = \overrightarrow{OD} - \overrightarrow{OC}\)
- \(\overrightarrow{DB} = \overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OD}\)
Thay vào, ta có:
- Vế trái: \((\overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OA}) + (\overrightarrow{OD} - \overrightarrow{OA}) = \overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OD} - 2\overrightarrow{OA}\)
- Vế phải: \((\overrightarrow{OD} - \overrightarrow{OC}) + (\overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OD}) = \overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OC}\)
Vế trái không bằng vế phải. Do đó, mệnh đề D là sai.
Kết luận: Mệnh đề đúng là mệnh đề A.
Câu 4:
Để giải bài toán này, ta cần tính độ dài của vectơ tổng $|\overrightarrow{AP} + \overrightarrow{CM} + \overrightarrow{PC}|$ trong tam giác đều $ABC$ có cạnh $2a$.
1. Xác định các vectơ:
- Tam giác $ABC$ đều có cạnh $2a$, do đó các trung điểm $P$, $N$, $M$ của các cạnh $BC$, $CA$, $AB$ sẽ chia các cạnh thành hai đoạn bằng nhau, mỗi đoạn có độ dài $a$.
2. Tính các vectơ:
- Vectơ $\overrightarrow{AP}$: Vì $P$ là trung điểm của $BC$, nên $\overrightarrow{AP} = \overrightarrow{AB} + \frac{1}{2}\overrightarrow{BC}$.
- Vectơ $\overrightarrow{CM}$: Vì $M$ là trung điểm của $AB$, nên $\overrightarrow{CM} = \overrightarrow{CA} + \frac{1}{2}\overrightarrow{AB}$.
- Vectơ $\overrightarrow{PC}$: Vì $P$ là trung điểm của $BC$, nên $\overrightarrow{PC} = \frac{1}{2}\overrightarrow{CB} = -\frac{1}{2}\overrightarrow{BC}$.
3. Tính tổng các vectơ:
\[
\overrightarrow{AP} + \overrightarrow{CM} + \overrightarrow{PC} = \left(\overrightarrow{AB} + \frac{1}{2}\overrightarrow{BC}\right) + \left(\overrightarrow{CA} + \frac{1}{2}\overrightarrow{AB}\right) - \frac{1}{2}\overrightarrow{BC}
\]
- Rút gọn các thành phần:
\[
= \overrightarrow{AB} + \frac{1}{2}\overrightarrow{BC} + \overrightarrow{CA} + \frac{1}{2}\overrightarrow{AB} - \frac{1}{2}\overrightarrow{BC}
\]
\[
= \frac{3}{2}\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{CA}
\]
4. Sử dụng tính chất của tam giác đều:
- Trong tam giác đều, $\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC} + \overrightarrow{CA} = \overrightarrow{0}$.
- Do đó, $\overrightarrow{CA} = -(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC})$.
5. Thay vào biểu thức:
\[
\frac{3}{2}\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{CA} = \frac{3}{2}\overrightarrow{AB} - (\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC})
\]
\[
= \frac{3}{2}\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{AB} - \overrightarrow{BC}
\]
\[
= \frac{1}{2}\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{BC}
\]
6. Tính độ dài:
- Vì $\overrightarrow{AB}$ và $\overrightarrow{BC}$ là các cạnh của tam giác đều có độ dài $2a$, nên:
\[
|\frac{1}{2}\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{BC}| = |\frac{1}{2} \cdot 2a - 2a| = |a - 2a| = |-a| = a
\]
Do đó, giá trị của $|\overrightarrow{AP} + \overrightarrow{CM} + \overrightarrow{PC}|$ là $a$. Vậy đáp án đúng là B. a.