[SGK Toán Lớp 10 Cánh Diều] Bài 5. Tích của vecto với một số

I. ĐỊNH NGHĨA

+) Tích của một vecto \(\overrightarrow a  \ne \overrightarrow 0 \) với một số thực \(k\) là một vecto, kí kiệu là \(k\overrightarrow a .\)

+) Vecto \(k\overrightarrow a \) có độ dài bằng \(\left| k \right|\left| {\overrightarrow a } \right|\) và

 Cùng hướng với vecto \(\overrightarrow a \) nếu \(k > 0\)

 Ngược hướng với vecto \(\overrightarrow a \) nếu \(k < 0\)

II. TÍNH CHẤT

+) Với hai vecto \(\overrightarrow a ,\overrightarrow b \) và hai số thực \(k,t\) ta luôn có:

\(\begin{array}{l}k(t\overrightarrow a ) = (kt)\;\overrightarrow a \\(k + t)\,\overrightarrow a  = k\overrightarrow a  + t\overrightarrow a \\k(\overrightarrow a  + \overrightarrow b ) = k\overrightarrow a  + k\overrightarrow b ;\quad k(\overrightarrow a  - \overrightarrow b ) = k\overrightarrow a  - k\overrightarrow b \\1\;\overrightarrow a  = \overrightarrow a ;\;\;( - 1)\;\overrightarrow a  =  - \,\overrightarrow a \end{array}\)

III. MỘT SỐ ỨNG DỤNG

1. Trung điểm của đoạn thẳng:

I là trung điểm của AB \( \Leftrightarrow \overrightarrow {IA}  + \overrightarrow {IB}  = \overrightarrow 0 \)

Với M bất kì, \( \overrightarrow {MA}  + \overrightarrow {MB}  = 2\overrightarrow {MI} \)

2. Trọng tâm của tam giác:

G là trọng tâm \(\Delta ABC\) \( \Leftrightarrow \overrightarrow {GA}  + \overrightarrow {GB}  + \overrightarrow {GC}  = \overrightarrow 0 \)

Với M bất kì \( \overrightarrow {MA}  + \overrightarrow {MB} + \overrightarrow {MC} = 3\overrightarrow {MG} \)

3. Điều kiện để hai vecto cùng phương; 3 điểm thẳng hàng

+ \(\overrightarrow a \) và \(\overrightarrow b \) cùng phương \(\Leftrightarrow \exists k: \overrightarrow a  = k\overrightarrow b .\) 

+ A, B, C thẳng hàng \( \Leftrightarrow \overrightarrow {AB}  = k\overrightarrow {AC} .\)

Đề bài

Cho tam giác ABC. Các điểm D, E, H thỏa mãn

\(\overrightarrow {DB}  = \frac{1}{3}\overrightarrow {BC} ,\;\overrightarrow {AE}  = \frac{1}{3}\overrightarrow {AC} ,\;\overrightarrow {AH}  = \frac{2}{3}\overrightarrow {AB} .\)

a) Biểu thị mỗi vecto \(\overrightarrow {AD} ,\overrightarrow {DH} ,\overrightarrow {HE} \) theo hai vecto \(\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} .\)

b) Chứng minh D, E, H thẳng hàng.

Lời giải chi tiết

Dễ thấy: \(\overrightarrow {BC}  = \overrightarrow {BA}  + \overrightarrow {AC}  =  - \overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {AC} \)

Ta có:

 +) \(\overrightarrow {AD}  = \overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {BD} \). Mà \(\overrightarrow {BD}  =  - \overrightarrow {DB}  =  - \frac{1}{3}\overrightarrow {BC} \)

\( \Rightarrow \overrightarrow {AD}  = \overrightarrow {AB}  + \left( { - \frac{1}{3}} \right)( - \overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {AC} ) = \frac{4}{3}\overrightarrow {AB}  - \frac{1}{3}\overrightarrow {AC} \)

+) \(\overrightarrow {DH}  = \overrightarrow {DA}  + \overrightarrow {AH}  =  - \overrightarrow {AD}  + \overrightarrow {AH} \).

Mà \(\overrightarrow {AD}  = \frac{4}{3}\overrightarrow {AB}  - \frac{1}{3}\overrightarrow {AC} ;\;\;\overrightarrow {AH}  = \frac{2}{3}\overrightarrow {AB} .\)

\( \Rightarrow \overrightarrow {DH}  =  - \left( {\frac{4}{3}\overrightarrow {AB}  - \frac{1}{3}\overrightarrow {AC} } \right) + \frac{2}{3}\overrightarrow {AB}  =  - \frac{2}{3}\overrightarrow {AB}  + \frac{1}{3}\overrightarrow {AC} .\)

+) \(\overrightarrow {HE}  = \overrightarrow {HA}  + \overrightarrow {AE}  =  - \overrightarrow {AH}  + \overrightarrow {AE} \)

Mà \(\overrightarrow {AH}  = \frac{2}{3}\overrightarrow {AB} ;\;\overrightarrow {AE}  = \frac{1}{3}\overrightarrow {AC} \)

\( \Rightarrow \overrightarrow {HE}  =  - \frac{2}{3}\overrightarrow {AB}  + \frac{1}{3}\overrightarrow {AC} .\)

b)

Theo câu a, ta có: \(\overrightarrow {DH}  = \overrightarrow {HE}  =  - \frac{2}{3}\overrightarrow {AB}  + \frac{1}{3}\overrightarrow {AC} \)

\( \Rightarrow \) Hai vecto \(\overrightarrow {DH} ,\overrightarrow {HE} \) cùng phương.

\( \Leftrightarrow \)D, E, H thẳng hàng

Đề bài

Cho ABCD là hình bình hành. Đặt \(\overrightarrow {AB}  = \overrightarrow a ,\overrightarrow {AD}  = \overrightarrow b .\) Gọi G là trọng tâm của tam giác ABC. Biểu thị các vecto \(\overrightarrow {AG} ,\overrightarrow {CG} \) theo hai vecto \(\overrightarrow a ,\overrightarrow b .\)

Lời giải chi tiết

Cách 1:

Gọi O là giao điểm của AC và BD.

Ta có:

\(\begin{array}{l}\overrightarrow {AG}  = \overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {BG}  = \overrightarrow a  + \overrightarrow {BG} ;\\\overrightarrow {CG}  = \overrightarrow {CB}  + \overrightarrow {BG}  = \overrightarrow {DA}  + \overrightarrow {BG}  = - \overrightarrow b  + \overrightarrow {BG} ;\end{array}\)(*)

Lại có: \(\overrightarrow {BD} =\overrightarrow {BA}  + \overrightarrow {AD} =  - \overrightarrow a  + \overrightarrow b \).

\(\overrightarrow {BG} ,\overrightarrow {BD} \) cùng phương và \(\left| {\overrightarrow {BG} } \right| = \frac{2}{3}BO = \frac{1}{3}\left| {\overrightarrow {BD} } \right|\)

\( \Rightarrow \overrightarrow {BG}  = \frac{1}{3}\overrightarrow {BD}  = \frac{1}{3}\left( { - \overrightarrow a  + \overrightarrow b } \right)\)

Do đó (*) \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow {AG}  = \overrightarrow a  + \overrightarrow {BG}  = \overrightarrow a  + \frac{1}{3}\left( { - \overrightarrow a  + \overrightarrow b } \right) = \frac{2}{3}\overrightarrow a  + \frac{1}{3}\overrightarrow b ;\\\overrightarrow {CG}  = -\overrightarrow b  + \overrightarrow {BG}  = -\overrightarrow b  + \frac{1}{3}\left( { - \overrightarrow a  + \overrightarrow b } \right) =  - \frac{1}{3}\overrightarrow a  - \frac{2}{3}\overrightarrow b ;\end{array} \right.\)

Vậy \(\overrightarrow {AG}  = \frac{2}{3}\overrightarrow a  + \frac{1}{3}\overrightarrow b ;\;\overrightarrow {CG}  =  - \frac{1}{3}\overrightarrow a  - \frac{2}{3}\overrightarrow b .\)

Cách 2:

Gọi AE, CF là các trung tuyến trong tam giác ABC.

Ta có: 

\(\overrightarrow {AG}  = \frac{2}{3}\overrightarrow {AE}  = \frac{2}{3}.\frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {AC} } \right) = \frac{2}{3}.\frac{1}{2}\left[ {\overrightarrow {AB}  + \left( {\overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {AD} } \right)} \right] \\= \frac{1}{3}\left( {2\overrightarrow a  + \overrightarrow b } \right) = \frac{2}{3}\overrightarrow a  + \frac{1}{3}\overrightarrow b \)

\(\overrightarrow {CG}  = \frac{2}{3}\overrightarrow {CF}  = \frac{2}{3}.\frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {CA}  + \overrightarrow {CB} } \right) = \frac{2}{3}.\frac{1}{2}\left[ {\left( {\overrightarrow {CB}  + \overrightarrow {CD} } \right) + \overrightarrow {CB} } \right] = \frac{1}{3}\left( {2\overrightarrow {CB}  + \overrightarrow {CD} } \right) = \frac{1}{3}\left( { - 2\overrightarrow {AD}  - \overrightarrow {AB} } \right) =  - \frac{1}{3}\overrightarrow a  - \frac{2}{3}\overrightarrow b \)

Vậy \(\overrightarrow {AG}  = \frac{2}{3}\overrightarrow a  + \frac{1}{3}\overrightarrow b ;\;\overrightarrow {CG}  =  - \frac{1}{3}\overrightarrow a  - \frac{2}{3}\overrightarrow b .\)

Đề bài

Cho tứ giác ABCD có M, N lần lượt là trung điểm của hai cạnh AB và CD. Gọi G là trung điểm của đoạn thẳng MN, E là trọng tâm tam giác BCD. Chứng minh:

a) \(\overrightarrow {EA}  + \overrightarrow {EB}  + \overrightarrow {EC}  + \overrightarrow {ED}  = 4\overrightarrow {EG} \)

b) \(\overrightarrow {EA}  = 4\overrightarrow {EG} \)

c) Điểm G thuộc đoạn thẳng AE và \(\overrightarrow {AG}  = \frac{3}{4}\overrightarrow {AE} \)

Lời giải chi tiết

a) Ta có: \(\overrightarrow {EA}  + \overrightarrow {EB}  + \overrightarrow {EC}  + \overrightarrow {ED} \)\( = 4\overrightarrow {EG}  + \overrightarrow {GA}  + \overrightarrow {GB}  + \overrightarrow {GC}  + \overrightarrow {GD} \)

Mà: \(\overrightarrow {GA}  + \overrightarrow {GB}  = 2\overrightarrow {GM} ;\) (do M là trung điểm của AB)

\(\overrightarrow {GC}  + \overrightarrow {GD}  = 2\overrightarrow {GN} \) (do N là trung điểm của CD)

\( \Rightarrow \overrightarrow {EA}  + \overrightarrow {EB}  + \overrightarrow {EC}  + \overrightarrow {ED}  = 4\overrightarrow {EG}  + 2(\overrightarrow {GM}  + \overrightarrow {GN} ) = 4\overrightarrow {EG} \) (do G là trung điểm của MN)

b) Vì E là trọng tâm tam giác BCD nên \(\overrightarrow {EB}  + \overrightarrow {EC}  + \overrightarrow {ED}  = \overrightarrow 0 \)

Từ ý a ta suy ra \(\overrightarrow {EA}  = 4\overrightarrow {EG} \)

c) Ta có: \(\overrightarrow {EA}  = 4\overrightarrow {EG}  \Leftrightarrow \overrightarrow {EA}  = 4.(\overrightarrow {EA}  + \overrightarrow {AG} ) \Leftrightarrow  - 3\overrightarrow {EA}  = 4\overrightarrow {AG} \)

\( \Leftrightarrow 3\overrightarrow {AE}  = 4\overrightarrow {AG} \) hay \(\overrightarrow {AG}  = \frac{3}{4}\overrightarrow {AE} \)

Suy ra A, G, E thẳng hàng và \(AG  = \frac{3}{4}AE \) nên G thuộc đoạn AE.

Đề bài

Cho tam giác ABC. Các điểm D, E thuộc cạnh BC thỏa mãn BD = DE = EC (Hình 62). Giả sử \(\overrightarrow {AB}  = \overrightarrow a ,\overrightarrow {AC}  = \overrightarrow b .\) Biểu diễn các vecto \(\overrightarrow {BC} ,\overrightarrow {BD} ,\overrightarrow {BE} ,\overrightarrow {AD} ,\overrightarrow {AE} \) theo \(\overrightarrow a ,\overrightarrow b .\)

Lời giải chi tiết

Ta có: \(\overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {BC}  = \overrightarrow {AC}  \Leftrightarrow \overrightarrow {BC}  = \overrightarrow b  - \overrightarrow a \)

Lại có: vecto \(\overrightarrow {BD} ,\overrightarrow {BC} \) cùng hướng và \(\left| {\overrightarrow {BD} } \right| = \frac{1}{3}\left| {\overrightarrow {BC} } \right|\)

\( \Rightarrow \overrightarrow {BD}  = \frac{1}{3}\overrightarrow {BC}  = \frac{1}{3}(\overrightarrow b  - \overrightarrow a )\)

Tương tự: vecto \(\overrightarrow {BE} ,\overrightarrow {BC} \) cùng hướng và \(\left| {\overrightarrow {BE} } \right| = \frac{2}{3}\left| {\overrightarrow {BC} } \right|\)

\( \Rightarrow \overrightarrow {BE}  = \frac{2}{3}\overrightarrow {BC}  = \frac{2}{3}(\overrightarrow b  - \overrightarrow a )\)

Ta có:

\(\overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {BD}  = \overrightarrow {AD}  \Leftrightarrow \overrightarrow {AD}  = \overrightarrow a  + \frac{1}{3}(\overrightarrow b  - \overrightarrow a ) = \frac{2}{3}\overrightarrow a  + \frac{1}{3}\overrightarrow b \)

\(\overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {BE}  = \overrightarrow {AE}  \Leftrightarrow \overrightarrow {AE}  = \overrightarrow a  + \frac{2}{3}(\overrightarrow b  - \overrightarrow a ) = \frac{1}{3}\overrightarrow a  + \frac{2}{3}\overrightarrow b \)

Đề bài

Cho tam giác ABC có M, N, P lần lượt là trung điểm của BC, CA, AB. Chứng minh:

a) \(\overrightarrow {AP}  + \frac{1}{2}\overrightarrow {BC}  = \overrightarrow {AN} \)

b) \(\overrightarrow {BC}  + 2\overrightarrow {MP}  = \overrightarrow {BA} \)

Lời giải chi tiết

a) Ta có: \(\overrightarrow {BC} ,\overrightarrow {PN} \) là hai vecto cùng hướng và \(\frac{1}{2}\left| {\overrightarrow {BC} } \right| = \left| {\overrightarrow {PN} } \right|\)

\( \Rightarrow \frac{1}{2}\overrightarrow {BC}  = \overrightarrow {PN} \)\( \Rightarrow \overrightarrow {AP}  + \frac{1}{2}\overrightarrow {BC}  = \overrightarrow {AP}  + \overrightarrow {PN}  = \overrightarrow {AN} \)

b) Ta có: \(\overrightarrow {MP} ,\overrightarrow {CA} \) là hai vecto cùng hướng và \(2\left| {\overrightarrow {MP} } \right| = \left| {\overrightarrow {CA} } \right|\)

\( \Rightarrow 2\overrightarrow {MP}  = \overrightarrow {CA} \)\( \Rightarrow \overrightarrow {BC}  + 2\overrightarrow {MP}  = \overrightarrow {BC}  + \overrightarrow {CA}  = \overrightarrow {BA} \)

Đề bài

Cho đoạn thẳng AB = 6 cm.

a) Xác định điểm C thỏa mãn \(\overrightarrow {AC}  = \frac{1}{2}\overrightarrow {AB} \)

b) Xác định điểm D thỏa mãn \(\overrightarrow {AD}  =  - \frac{1}{2}\overrightarrow {AB} \)

Lời giải chi tiết

a) Ta có: \(\overrightarrow {AC}  = \frac{1}{2}\overrightarrow {AB} \)

\( \Rightarrow \)Hai vecto \(\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} \) cùng hướng và \(AC = \frac{1}{2}AB\).

Vậy C là trung điểm của AB.

b) Ta có: \(\overrightarrow {AD}  =  - \frac{1}{2}\overrightarrow {AB}  =  - \overrightarrow {AC} \)

\( \Rightarrow \)Hai vecto \(\overrightarrow {AD} ,\overrightarrow {AC} \) ngược hướng và \(AD = AC\).

Vậy A là trung điểm DC.

Đề bài

Cho hình thang MNPQ, MN // PQ, MN = 2PQ. Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. \(\overrightarrow {MN}  = 2\overrightarrow {PQ} \)

B. \(\overrightarrow {MN}  = 2\overrightarrow {NP} \)

C. \(\overrightarrow {MN}  =  - 2\overrightarrow {PQ} \)

D. \(\overrightarrow {MQ}  =  - 2\overrightarrow {NP} \)

Lời giải chi tiết

Do MQ và PN không song song với nhau nên \(\overrightarrow {MQ}  \ne k\overrightarrow {NP} \). Vậy loại B và D.

Ta có: \(\overrightarrow {MN} ,\overrightarrow {PQ} \)là hai vecto ngược hướng và \(\left| {\overrightarrow {MN} } \right| = 2\left| {\overrightarrow {PQ} } \right|\)

Suy ra \(\overrightarrow {MN}  =  - 2\overrightarrow {PQ} \)

Vậy chọn C.

Đề bài

Luyện tập – vận dụng 2 trang 89 Sách giáo khoa Toán 10 – Cánh Diều

Cho ba điểm A, B, C. Chứng minh \(3\left( {\overrightarrow {AB}  + 2\overrightarrow {BC} } \right) - 2\left( {\overrightarrow {AB}  + 3\overrightarrow {BC} } \right) = \overrightarrow {AB} \)

Lời giải chi tiết

Ta có: \(3\left( {\overrightarrow {AB}  + 2\overrightarrow {BC} } \right) - 2\left( {\overrightarrow {AB}  + 3\overrightarrow {BC} } \right)\)\( = 3\overrightarrow {AB}  + 3.\left( {2\overrightarrow {BC} } \right) - \left[ {2\overrightarrow {AB}  + 2.\left( {3\overrightarrow {BC} } \right)} \right]\)

\[ = 3\overrightarrow {AB}  + 6.\overrightarrow {BC}  - \left( {2\overrightarrow {AB}  + 6.\overrightarrow {BC} } \right)\]\[ = 3\overrightarrow {AB}  + 6.\overrightarrow {BC}  - 2\overrightarrow {AB}  - 6.\overrightarrow {BC} \]

\[ = \left( {3\overrightarrow {AB}  - 2\overrightarrow {AB} } \right) + \left( {6.\overrightarrow {BC}  - 6.\overrightarrow {BC} } \right) = \overrightarrow {AB} .\]

Đề bài

Luyện tập – vận dụng 1 trang 89 Sách giáo khoa Toán 10 – Cánh Diều

Cho tam giác ABC. Hai đường trung tuyến AM và BN cắt nhau tại G.

Tìm các số a, b biết: \(\overrightarrow {AG}  = a.\overrightarrow {AM} ;\overrightarrow {GN}  = b.\overrightarrow {GB} \)

Lời giải chi tiết

Ta có: \(\overrightarrow {AG} ,\overrightarrow {AM} \)là hai vecto cùng hướng và \(\left| {\overrightarrow {AG} } \right| = \frac{2}{3}\left| {\overrightarrow {AM} } \right|\)

Suy ra \(\overrightarrow {AG}  = \frac{2}{3}\overrightarrow {AM} .\) Vậy \(a = \frac{2}{3}.\)

Ta có: \(\overrightarrow {GN} ,\overrightarrow {GB} \) là hai vecto ngược hướng và \(\left| {\overrightarrow {GN} } \right| = \frac{1}{2}\left| {\overrightarrow {GB} } \right|\)

Suy ra \(\overrightarrow {GN}  =  - \frac{1}{2}\overrightarrow {GB} .\) Vậy \(b =  - \frac{1}{2}.\)

A. Lý thuyết

1. Định nghĩa

Cho số thực \(k \ne 0\) và vecto \(\overrightarrow a  \ne \overrightarrow 0 \). Tích của số k với vecto \(\overrightarrow a \) là một vecto, kí hiệu là \(k\overrightarrow a \), được xác định như sau:

+) Cùng hướng với vecto \(\overrightarrow a \) nếu k > 0, ngược hướng với vecto \(\overrightarrow a \) nếu k < 0.

Quy ước: \(0\overrightarrow a  = \overrightarrow 0 \), \(k\overrightarrow 0  = \overrightarrow 0 \).

Phép lấy tích của một số với một vecto gọi là phép nhân một số với một vecto.

2. Tính chất

Với hai vecto bất kì \(\overrightarrow a ,\overrightarrow b \) và hai số thực h, k, ta có:

+) \(k\left( {\overrightarrow a  + \overrightarrow b } \right) = k\overrightarrow a  + k\overrightarrow b \); \(k\left( {\overrightarrow a  - \overrightarrow b } \right) = k\overrightarrow a  - k\overrightarrow b \)

+) \((h + k)\overrightarrow a  = h\overrightarrow a  + k\overrightarrow a \)

+) \(h\left( {k\overrightarrow a } \right) = \left( {hk} \right)\overrightarrow a \)

Nhận xét: \(k\overrightarrow a  = \overrightarrow 0 \) khi và chỉ khi k = 0 hoặc \(\overrightarrow a  = \overrightarrow 0 \).

3. Một số ứng dụng

a) Trung điểm của đoạn thẳng

b) Trọng tâm của tam giác

c) Điều kiện để hai vecto cùng phương. Điều kiện để ba điểm thẳng hàng

Điều kiện cần và đủ để hai vecto \(\overrightarrow a \) và \(\overrightarrow b \) \(\left( {\overrightarrow b  \ne \overrightarrow 0 } \right)\) cùng phương là có một số thực k để \(\overrightarrow a  = k\overrightarrow b \).

Nhận xét: Trong mặt phẳng, cho hai vecto \(\overrightarrow a \) và \(\overrightarrow b \) không cùng phương. Với mỗi vecto \(\overrightarrow c \) có duy nhất cặp số (x;y) thỏa mãn \(\overrightarrow c  = x\overrightarrow a  + y\overrightarrow b \).

B. Bài tập

Bài 1: Cho B là trung điểm của đoạn thẳng AC. Tìm số k trong mỗi trường hợp sau:

a) \(\overrightarrow {CA}  = k\overrightarrow {CB} \).

b) \(\overrightarrow {CA}  = k\overrightarrow {AB} \).

Giải:

a) Ta có \(\overrightarrow {CA} ,\overrightarrow {CB} \) là hai vecto cùng hướng và \(\left| {\overrightarrow {CA} } \right| = 2\left| {\overrightarrow {CB} } \right|\).

Suy ra \(\overrightarrow {CA}  = 2\overrightarrow {CB} \). Vậy k = 2.

b) Ta có \(\overrightarrow {CA} ,\overrightarrow {AB} \) là hai vecto ngược hướng và \(\left| {\overrightarrow {CA} } \right| = 2\left| {\overrightarrow {AB} } \right|\).

Suy ra \(\overrightarrow {CA}  =  - 2\overrightarrow {AB} \). Vậy k = -2.

Bài 2: Vật chuyển động thẳng đều từ A đến B với tốc độ là 9 m/s và vật thứ hai chuyển động thẳng đều từ B đến A với tốc độ là 6 m/s. Gọi \(\overrightarrow {{v_1}} \), \(\overrightarrow {{v_2}} \) lần lượt là các vecto vận tốc của vật thứ nhất và vật thứ hai. Có hay không số thực k thỏa mãn \(\overrightarrow {{v_1}}  = k\overrightarrow {{v_2}} \)?

Giải:

Do tỉ số tốc độ của vật thứ nhất và vật thứ hai là \(\frac{9}{6} = \frac{3}{2}\) đồng thời hai vật chuyển động ngược hướng nên hai vecto vận tốc ngược hướng.

Suy ra \(\overrightarrow {{v_1}}  = \frac{{ - 3}}{2}\overrightarrow {{v_2}} \). Vậy \(k =  - \frac{3}{2}\).

Bài 3: Cho ba điểm A, B, C. Chứng minh:

a) \(2\overrightarrow {AB}  + 2\overrightarrow {BC}  = 2\overrightarrow {AC} \).

b) \(3\left( {5\overrightarrow {AC} } \right) + \overrightarrow {CB}  - 14\overrightarrow {AC}  = \overrightarrow {AB} \).

Giải:

a) Ta có: \(2\overrightarrow {AB}  + 2\overrightarrow {BC}  = 2\left( {\overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {BC} } \right) = 2\overrightarrow {AC} \).

b) Ta có:

\(3\left( {5\overrightarrow {AC} } \right) + \overrightarrow {CB}  - 14\overrightarrow {AC}  = 15\overrightarrow {AC}  + \overrightarrow {CB}  - 14\overrightarrow {AC}  = 15\overrightarrow {AC}  - 14\overrightarrow {AC}  + \overrightarrow {CB}  = \overrightarrow {AC}  + \overrightarrow {CB}  = \overrightarrow {AB} \).

Bài 4: Cho tứ giác ABCD có M, N lần lượt là trung điểm của hai cạnh AB và CD. Gọi G là trung điểm của đoạn thẳng MN. Chứng minh \(\overrightarrow {GA}  + \overrightarrow {GB}  + \overrightarrow {GC}  + \overrightarrow {GD}  = \overrightarrow 0 \).

Giải:

Vì M là trung điểm của AB nên \(\overrightarrow {GA}  + \overrightarrow {GB}  = 2\overrightarrow {GM} \).

Vì N là trung điểm của CD nên \(\overrightarrow {GC}  + \overrightarrow {GD}  = 2\overrightarrow {GN} \).

Suy ra \(\overrightarrow {GA}  + \overrightarrow {GB}  + \overrightarrow {GC}  + \overrightarrow {GD}  = 2\overrightarrow {GM}  + 2\overrightarrow {GN}  = 2\left( {\overrightarrow {GM}  + \overrightarrow {GN} } \right) = \overrightarrow 0 \).

Bài 5: Cho tam giác OAB. Điểm M thuộc cạnh AB sao cho \(AM = \frac{2}{3}AB\). Kẻ MH // OB, MK // OA. Giả sử \(\overrightarrow {OA}  = \overrightarrow a \), \(\overrightarrow {OB}  = \overrightarrow b \).

a) Biểu thị \(\overrightarrow {OH} \) theo \(\overrightarrow a \) và \(\overrightarrow {OK} \) theo \(\overrightarrow b \).

b) Biểu thị \(\overrightarrow {OM} \) theo \(\overrightarrow a \) và \(\overrightarrow b \).

Giải:

a) Ta có: MK // OA, MH // OB suy ra \(\frac{{OK}}{{OB}} = \frac{{AM}}{{AB}} = \frac{2}{3}\), \(\frac{{OH}}{{OA}} = \frac{{BM}}{{AB}} = \frac{1}{3}\).

Vì \(\overrightarrow {OH} \) và \(\overrightarrow {OA} \) cùng hướng nên \(\overrightarrow {OH}  = \frac{1}{3}\overrightarrow {OA}  = \frac{1}{3}\overrightarrow a \).

Vì \(\overrightarrow {OK} \) và \(\overrightarrow {OB} \) cùng hướng nên \(\overrightarrow {OK}  = \frac{2}{3}\overrightarrow {OB}  = \frac{2}{3}\overrightarrow b \).

b) Vì tứ giác OHMK là hình bình hành nên \(\overrightarrow {OM}  = \overrightarrow {OH}  + \overrightarrow {OK}  = \frac{1}{3}\overrightarrow a  + \frac{2}{3}\overrightarrow b \).