Câu 4:
Để tìm giá trị lớn nhất của biểu thức \( F = 3x - y \) với \((x; y)\) là nghiệm của hệ bất phương trình, ta cần kiểm tra giá trị của \( F \) tại các đỉnh của miền tứ giác \( ABCD \).
Các đỉnh của miền nghiệm là:
- \( A(3; 0) \)
- \( B(5; 1) \)
- \( C(1; 5) \)
- \( D(1; 3) \)
Ta tính giá trị của \( F \) tại từng đỉnh:
1. Tại điểm \( A(3; 0) \):
\[
F = 3 \times 3 - 0 = 9
\]
2. Tại điểm \( B(5; 1) \):
\[
F = 3 \times 5 - 1 = 15 - 1 = 14
\]
3. Tại điểm \( C(1; 5) \):
\[
F = 3 \times 1 - 5 = 3 - 5 = -2
\]
4. Tại điểm \( D(1; 3) \):
\[
F = 3 \times 1 - 3 = 3 - 3 = 0
\]
So sánh các giá trị của \( F \) tại các đỉnh, ta thấy giá trị lớn nhất là \( 14 \), đạt được tại điểm \( B(5; 1) \).
Vậy, giá trị lớn nhất của biểu thức \( F = 3x - y \) là \( 14 \), đạt được khi \( (x, y) = (5, 1) \).
Câu 5:
Để tính độ dài của tổng các vectơ $|\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}+\overrightarrow{AD}|$, ta cần thực hiện các bước sau:
1. Xác định tọa độ các điểm:
Giả sử điểm $A$ có tọa độ $(0, 0)$, do đó:
- Điểm $B$ có tọa độ $(3, 0)$ vì $AB = 3$.
- Điểm $C$ có tọa độ $(3, 3)$ vì $BC = 3$ và $C$ nằm trên đường thẳng vuông góc với $AB$.
- Điểm $D$ có tọa độ $(0, 3)$ vì $AD = 3$ và $D$ nằm trên đường thẳng vuông góc với $AB$.
2. Tính các vectơ:
- $\overrightarrow{AB} = (3 - 0, 0 - 0) = (3, 0)$
- $\overrightarrow{AC} = (3 - 0, 3 - 0) = (3, 3)$
- $\overrightarrow{AD} = (0 - 0, 3 - 0) = (0, 3)$
3. Tính tổng các vectơ:
\[
\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC} + \overrightarrow{AD} = (3, 0) + (3, 3) + (0, 3) = (3 + 3 + 0, 0 + 3 + 3) = (6, 6)
\]
4. Tính độ dài của vectơ tổng:
Độ dài của vectơ $(6, 6)$ là:
\[
|\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC} + \overrightarrow{AD}| = \sqrt{6^2 + 6^2} = \sqrt{36 + 36} = \sqrt{72} = 6\sqrt{2}
\]
5. Làm tròn kết quả:
Tính giá trị gần đúng của $6\sqrt{2}$:
\[
6\sqrt{2} \approx 6 \times 1.414 = 8.484
\]
Làm tròn đến hàng phần trăm, ta được $8.48$.
Vậy, $|\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}+\overrightarrow{AD}| \approx 8.48$ cm.
Câu 6:
Để tính độ dài của vector tổng $|\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC}|$ trong tam giác đều \( \triangle ABC \) có cạnh 2 cm, ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định tọa độ các điểm:
Giả sử điểm \( A \) có tọa độ \( (0, 0) \).
Điểm \( B \) có tọa độ \( (2, 0) \) vì \( AB = 2 \).
Điểm \( C \) nằm trên đường tròn có tâm \( A \) và bán kính 2, đồng thời \( C \) cũng nằm trên đường tròn có tâm \( B \) và bán kính 2. Do tam giác đều, góc \( \angle BAC = 60^\circ \).
Tọa độ điểm \( C \) có thể được xác định bằng cách sử dụng công thức tọa độ trong hệ trục tọa độ:
\[
C = \left(2 \cos 60^\circ, 2 \sin 60^\circ\right) = \left(1, \sqrt{3}\right)
\]
2. Tính các vector:
\[
\overrightarrow{AB} = (2 - 0, 0 - 0) = (2, 0)
\]
\[
\overrightarrow{AC} = (1 - 0, \sqrt{3} - 0) = (1, \sqrt{3})
\]
3. Tính tổng của hai vector:
\[
\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC} = (2, 0) + (1, \sqrt{3}) = (3, \sqrt{3})
\]
4. Tính độ dài của vector tổng:
\[
|\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC}| = \sqrt{3^2 + (\sqrt{3})^2} = \sqrt{9 + 3} = \sqrt{12} = 2\sqrt{3}
\]
5. Làm tròn kết quả:
Giá trị \( 2\sqrt{3} \approx 3.46 \) (làm tròn đến hàng phần trăm).
Vậy, độ dài của vector tổng \( |\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC}| \) là khoảng \( 3.46 \) cm.
Câu 7:
Để tính $|\overrightarrow{AC} + \overrightarrow{BA}|$, trước tiên ta cần xác định các vectơ $\overrightarrow{AC}$ và $\overrightarrow{BA}$.
1. Xác định vectơ $\overrightarrow{AC}$ và $\overrightarrow{BA}$:
- Vectơ $\overrightarrow{AC}$ có độ dài bằng độ dài đoạn thẳng $AC$, tức là $|\overrightarrow{AC}| = 4$.
- Vectơ $\overrightarrow{BA}$ có độ dài bằng độ dài đoạn thẳng $AB$, tức là $|\overrightarrow{BA}| = 3$.
2. Tính tổng của hai vectơ:
Ta có $\overrightarrow{AC} + \overrightarrow{BA} = \overrightarrow{BC}$, vì $\overrightarrow{AC}$ và $\overrightarrow{BA}$ là hai cạnh của tam giác vuông $\Delta ABC$ vuông tại $A$.
3. Tính độ dài của vectơ $\overrightarrow{BC}$:
Do $\Delta ABC$ vuông tại $A$, theo định lý Pythagore, ta có:
\[
BC^2 = AB^2 + AC^2 = 3^2 + 4^2 = 9 + 16 = 25
\]
Suy ra $BC = \sqrt{25} = 5$.
4. Kết luận:
Độ dài của vectơ $\overrightarrow{AC} + \overrightarrow{BA}$ là $|\overrightarrow{BC}| = 5$.
Vậy $|\overrightarrow{AC} + \overrightarrow{BA}| = 5$.
Câu 8:
Để tính độ dài \( |\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{DA}| \), ta cần thực hiện các bước sau:
1. Xác định tọa độ các điểm của hình vuông:
Giả sử điểm \( A \) có tọa độ \( (0, 0) \). Vì \( ABCD \) là hình vuông cạnh 2 cm, ta có thể xác định tọa độ các điểm còn lại như sau:
- \( B(2, 0) \)
- \( C(2, 2) \)
- \( D(0, 2) \)
2. Tính các vectơ \(\overrightarrow{AB}\) và \(\overrightarrow{DA}\):
- Vectơ \(\overrightarrow{AB} = (2 - 0, 0 - 0) = (2, 0)\)
- Vectơ \(\overrightarrow{DA} = (0 - 0, 0 - 2) = (0, -2)\)
3. Tính hiệu của hai vectơ \(\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{DA}\):
\[
\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{DA} = (2, 0) - (0, -2) = (2 - 0, 0 - (-2)) = (2, 2)
\]
4. Tính độ dài của vectơ \(|\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{DA}|\):
Độ dài của vectơ \((2, 2)\) được tính bằng công thức:
\[
|\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{DA}| = \sqrt{2^2 + 2^2} = \sqrt{4 + 4} = \sqrt{8} = 2\sqrt{2}
\]
Vậy, độ dài \( |\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{DA}| \) là \( 2\sqrt{2} \) cm.
Câu 9:
Để tính $|\overrightarrow{BC} + \overrightarrow{BA}|$, ta cần thực hiện các bước sau:
1. Xác định các vectơ cần thiết:
- Vectơ $\overrightarrow{BC}$: Trong hình chữ nhật, $\overrightarrow{BC}$ có cùng độ dài và hướng với $\overrightarrow{AD}$, do đó $\overrightarrow{BC} = \overrightarrow{AD}$.
- Vectơ $\overrightarrow{BA}$: Vectơ này có cùng độ dài và hướng ngược lại với $\overrightarrow{AB}$, do đó $\overrightarrow{BA} = -\overrightarrow{AB}$.
2. Tính tổng của hai vectơ:
\[
\overrightarrow{BC} + \overrightarrow{BA} = \overrightarrow{AD} - \overrightarrow{AB}
\]
3. Biểu diễn vectơ theo tọa độ:
Giả sử điểm $A$ có tọa độ $(0, 0)$, thì:
- Điểm $B$ có tọa độ $(4, 0)$, do đó $\overrightarrow{AB} = (4, 0)$.
- Điểm $D$ có tọa độ $(0, 3)$, do đó $\overrightarrow{AD} = (0, 3)$.
Vậy:
\[
\overrightarrow{BC} = \overrightarrow{AD} = (0, 3)
\]
\[
\overrightarrow{BA} = -\overrightarrow{AB} = (-4, 0)
\]
4. Tính tổng vectơ theo tọa độ:
\[
\overrightarrow{BC} + \overrightarrow{BA} = (0, 3) + (-4, 0) = (-4, 3)
\]
5. Tính độ dài của vectơ tổng:
Độ dài của vectơ $\overrightarrow{BC} + \overrightarrow{BA}$ là:
\[
|\overrightarrow{BC} + \overrightarrow{BA}| = \sqrt{(-4)^2 + 3^2} = \sqrt{16 + 9} = \sqrt{25} = 5
\]
Vậy, $|\overrightarrow{BC} + \overrightarrow{BA}| = 5~cm$.
Câu 10:
Để tìm hoành độ của điểm \( B \), ta sử dụng tính chất của trung điểm. Trung điểm \( I(x_I, y_I) \) của đoạn thẳng \( AB \) có tọa độ được tính theo công thức:
\[
x_I = \frac{x_A + x_B}{2}
\]
\[
y_I = \frac{y_A + y_B}{2}
\]
Với \( A(3, 5) \) và \( I(2, \frac{7}{2}) \), ta có:
1. Tính hoành độ của \( B \):
\[
x_I = \frac{x_A + x_B}{2} \Rightarrow 2 = \frac{3 + x_B}{2}
\]
Giải phương trình trên:
\[
2 \times 2 = 3 + x_B \Rightarrow 4 = 3 + x_B \Rightarrow x_B = 4 - 3 = 1
\]
2. Kiểm tra điều kiện với tung độ:
\[
y_I = \frac{y_A + y_B}{2} \Rightarrow \frac{7}{2} = \frac{5 + y_B}{2}
\]
Giải phương trình trên:
\[
7 = 5 + y_B \Rightarrow y_B = 7 - 5 = 2
\]
Vậy tọa độ của điểm \( B \) là \( B(1, 2) \).
Kết luận: Hoành độ của điểm \( B \) là \( 1 \).
Câu 11:
Ta có:
\[
\begin{array}{l}
\overrightarrow w = m\overrightarrow u + n\overrightarrow v \\
(-2;21) = m(1;3) + n(2;-3) \\
(-2;21) = (m + 2n; 3m - 3n)
\end{array}
\]
Suy ra:
\[
\left\{
\begin{array}{l}
m + 2n = -2 \\
3m - 3n = 21
\end{array}
\right.
\]
Giải hệ phương trình này, ta được:
\[
\left\{
\begin{array}{l}
m = 6 \\
n = -4
\end{array}
\right.
\]
Vậy giá trị của \( m \) là 6.
Câu 12:
Để tính độ dài của vectơ \(\overrightarrow{c}\), trước tiên chúng ta cần xác định tọa độ của \(\overrightarrow{c}\).
Cho \(\overrightarrow{a} = (1; 2)\) và \(\overrightarrow{b} = (3; 4)\).
Ta có:
\[
\overrightarrow{c} = 4\overrightarrow{a} - \overrightarrow{b}
\]
Tính \(4\overrightarrow{a}\):
\[
4\overrightarrow{a} = 4 \times (1; 2) = (4 \times 1; 4 \times 2) = (4; 8)
\]
Tính \(\overrightarrow{c}\):
\[
\overrightarrow{c} = (4; 8) - (3; 4) = (4 - 3; 8 - 4) = (1; 4)
\]
Bây giờ, ta tính độ dài của vectơ \(\overrightarrow{c}\):
\[
|\overrightarrow{c}| = \sqrt{1^2 + 4^2} = \sqrt{1 + 16} = \sqrt{17}
\]
Làm tròn kết quả đến hàng phần trăm:
\[
\sqrt{17} \approx 4.12
\]
Vậy độ dài của vectơ \(\overrightarrow{c}\) là khoảng \(4.12\).