[Tài liệu toán 12 file word] Các Dạng Toán Trắc Nghiệm Tích Vô Hướng Của Hai Vectơ Trong Không Gian Lớp 12


# Giới thiệu bài học: Các Dạng Toán Trắc Nghiệm Tích Vô Hướng Của Hai Vectơ Trong Không Gian Lớp 12

## 1. Tổng quan về bài học

Bài học này tập trung vào việc trang bị cho học sinh lớp 12 những kiến thức và kỹ năng cần thiết để giải quyết các bài toán trắc nghiệm liên quan đến tích vô hướng của hai vectơ trong không gian. Tích vô hướng là một khái niệm quan trọng trong hình học giải tích, đóng vai trò then chốt trong việc tính toán góc giữa hai đường thẳng, khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng, và nhiều ứng dụng khác.

Mục tiêu chính của bài học:

* Hiểu rõ định nghĩa và tính chất của tích vô hướng trong không gian.
* Nắm vững các công thức tính tích vô hướng thông qua tọa độ và góc giữa hai vectơ.
* Vận dụng linh hoạt kiến thức về tích vô hướng để giải quyết các bài toán trắc nghiệm khác nhau.
* Nâng cao kỹ năng giải toán nhanh và chính xác trong môi trường thi cử.

## 2. Kiến thức và kỹ năng

Sau khi hoàn thành bài học này, học sinh sẽ đạt được:

* Kiến thức:
* Định nghĩa tích vô hướng của hai vectơ trong không gian.
* Các tính chất cơ bản của tích vô hướng (tính giao hoán, tính phân phối, tính kết hợp với số thực).
* Công thức tính tích vô hướng thông qua tọa độ của hai vectơ: $ ec{a} = (x_1; y_1; z_1)$ và $ ec{b} = (x_2; y_2; z_2)$ thì $ ec{a} cdot ec{b} = x_1x_2 + y_1y_2 + z_1z_2$.
* Công thức tính tích vô hướng thông qua độ dài của hai vectơ và góc giữa chúng: $ ec{a} cdot ec{b} = | ec{a}| | ec{b}| cos( heta)$, với $ heta$ là góc giữa hai vectơ $ ec{a}$ và $ ec{b}$.
* Điều kiện để hai vectơ vuông góc: $ ec{a} perp ec{b} Leftrightarrow ec{a} cdot ec{b} = 0$.
* Ứng dụng của tích vô hướng trong việc tính góc giữa hai đường thẳng, hai mặt phẳng, hoặc đường thẳng và mặt phẳng.
* Ứng dụng của tích vô hướng trong việc xác định hình chiếu vuông góc của một điểm lên một đường thẳng hoặc một mặt phẳng.

* Kỹ năng:
* Tính toán tích vô hướng của hai vectơ khi biết tọa độ hoặc độ dài và góc giữa chúng.
* Xác định góc giữa hai đường thẳng, hai mặt phẳng, hoặc đường thẳng và mặt phẳng bằng cách sử dụng tích vô hướng.
* Chứng minh hai đường thẳng vuông góc hoặc hai mặt phẳng vuông góc bằng cách sử dụng tích vô hướng.
* Giải các bài toán trắc nghiệm liên quan đến tích vô hướng một cách nhanh chóng và chính xác.
* Phân tích và lựa chọn phương pháp giải phù hợp cho từng dạng bài toán.
* Vận dụng kiến thức về tích vô hướng để giải các bài toán thực tế.

## 3. Phương pháp tiếp cận

Bài học được tổ chức theo phương pháp tiếp cận từ lý thuyết đến thực hành, kết hợp với việc giải các bài tập trắc nghiệm minh họa.

* Phần lý thuyết: Trình bày một cách ngắn gọn và dễ hiểu các khái niệm và công thức liên quan đến tích vô hướng.
* Phần bài tập minh họa: Cung cấp các ví dụ cụ thể về cách áp dụng lý thuyết vào giải các bài toán trắc nghiệm. Các bài tập được lựa chọn đa dạng, bao gồm các dạng toán thường gặp trong đề thi.
* Phần bài tập tự luyện: Cung cấp một loạt các bài tập trắc nghiệm để học sinh tự luyện tập và củng cố kiến thức. Các bài tập được sắp xếp theo độ khó tăng dần, giúp học sinh tự đánh giá năng lực của mình.
* Phần hướng dẫn giải chi tiết: Cung cấp lời giải chi tiết cho tất cả các bài tập, giúp học sinh hiểu rõ cách giải và rút kinh nghiệm từ những sai sót.

## 4. Ứng dụng thực tế

Tích vô hướng không chỉ là một khái niệm toán học trừu tượng, mà còn có nhiều ứng dụng thực tế trong các lĩnh vực khác nhau, ví dụ:

* Vật lý: Tính công của một lực tác dụng lên một vật thể, tính năng lượng trong các hệ cơ học.
* Kỹ thuật: Tính toán lực và mô-men trong các công trình xây dựng, thiết kế các hệ thống điều khiển tự động.
* Đồ họa máy tính: Tính toán ánh sáng và bóng đổ, tạo hiệu ứng 3D.
* Xử lý ảnh: Nhận dạng khuôn mặt, phân tích hình ảnh.

Việc hiểu rõ và vận dụng thành thạo kiến thức về tích vô hướng sẽ giúp học sinh có nền tảng vững chắc để học tập và nghiên cứu trong các lĩnh vực khoa học kỹ thuật sau này.

## 5. Kết nối với chương trình học

Bài học này là một phần quan trọng của chương trình hình học giải tích lớp 12. Nó liên kết chặt chẽ với các bài học khác như:

* Vectơ trong không gian: Nắm vững khái niệm vectơ, các phép toán trên vectơ (cộng, trừ, nhân với số thực).
* Hệ tọa độ Oxyz: Hiểu rõ cách xác định tọa độ của một điểm và một vectơ trong không gian.
* Phương trình đường thẳng và mặt phẳng: Sử dụng tích vô hướng để viết phương trình đường thẳng và mặt phẳng, xác định vị trí tương đối giữa chúng.
* Khoảng cách và góc: Sử dụng tích vô hướng để tính khoảng cách giữa hai điểm, khoảng cách từ một điểm đến một đường thẳng hoặc một mặt phẳng, góc giữa hai đường thẳng hoặc hai mặt phẳng.

Việc nắm vững kiến thức về tích vô hướng sẽ giúp học sinh hiểu sâu hơn và vận dụng linh hoạt hơn các kiến thức khác trong chương trình hình học lớp 12.

## 6. Hướng dẫn học tập

Để học tập hiệu quả bài học này, học sinh nên:

* Đọc kỹ phần lý thuyết: Chú ý đến các định nghĩa, tính chất và công thức quan trọng.
* Xem kỹ các bài tập minh họa: Phân tích cách giải và rút ra kinh nghiệm.
* Tự làm các bài tập tự luyện: So sánh kết quả với lời giải chi tiết để kiểm tra và củng cố kiến thức.
* Đặt câu hỏi khi gặp khó khăn: Trao đổi với giáo viên hoặc bạn bè để được giải đáp.
* Luyện tập thường xuyên: Giải nhiều bài tập khác nhau để nâng cao kỹ năng giải toán.
* Sử dụng tài liệu tham khảo: Tìm đọc thêm các tài liệu về tích vô hướng để hiểu sâu hơn về chủ đề này.
* Tập trung vào việc hiểu bản chất: Không chỉ học thuộc lòng công thức mà cần hiểu rõ ý nghĩa và cách áp dụng chúng.

Chúc các em học tập tốt!

Keywords: Tích vô hướng, vectơ, không gian, lớp 12, hình học giải tích, tọa độ, góc, bài tập trắc nghiệm, công thức, ứng dụng, vuông góc, khoảng cách, đường thẳng, mặt phẳng, vật lý, kỹ thuật, đồ họa máy tính, xử lý ảnh, bài tập tự luyện, hướng dẫn giải, lý thuyết, bài tập minh họa, chương trình học, kiến thức, kỹ năng, phương pháp tiếp cận, ứng dụng thực tế, kết nối, hướng dẫn học tập, định nghĩa, tính chất, công thức tọa độ, công thức góc, điều kiện vuông góc, góc giữa đường thẳng, góc giữa mặt phẳng, hình chiếu vuông góc, bài toán thực tế, giải toán nhanh, chính xác, phân tích bài toán, lựa chọn phương pháp, củng cố kiến thức, tài liệu tham khảo, hiểu bản chất, đề thi, giáo viên, bạn bè, trao đổi, giải đáp, luyện tập, tài liệu, chủ đề.

Các dạng toán trắc nghiệm tích vô hướng của hai vectơ trong không gian lớp 12 giải chi tiết được soạn dưới dạng file word và PDF gồm 6 trang. Các bạn xem và tải về ở dưới.

DẠNG 1: GÓC GIỮA HAI VECTƠ

Phương pháp

* Cho ba điểm $A,\,B,\,C$ ta có:

+ $\left( {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} } \right) = \widehat {BAC}$$; $ $\left( {\overrightarrow {BA} ,\overrightarrow {CA} } \right) = \widehat {BAC}$ (Hai vectơ có cùng điểm đầu hoặc cùng điểm cuối)

+ $\left( {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {CA} } \right) = {180^0} – \widehat {BAC}$$; $$\left( {\overrightarrow {BA} ,\overrightarrow {AC} } \right) = {180^0} – \widehat {BAC}$ (Hai vectơ có điểm đầu của vectơ này là điểm cuối của vectơ kia)

* $\overrightarrow a .\overrightarrow b = \left| {\overrightarrow a } \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|cos\left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right)$

* • $cos\left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right) = \frac{{\overrightarrow a .\overrightarrow b }}{{\left| {\overrightarrow a } \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|}}$

• $\vec a \bot \vec b \Leftrightarrow \vec a.\vec b = 0$.

• Góc giữa hai vectơ cùng hướng và khác $\vec 0$ luôn bằng ${0^o}$.

• Góc giữa hai vectơ ngược hướng và khác luôn bằng ${180^o}$.

3

Câu 1. Cho hình lập phương $ABCD.A’B’C’D’$. Góc giữa hai vectơ $\overrightarrow {AB} $ và $\overrightarrow {DD’} $ bằng

A. ${30^0}$. B. ${45^0}$. C. ${60^0}$. D. ${90^0}$.

Lời giải

Ta có: $\left( {\overrightarrow {AB} ,\,\overrightarrow {DD’} } \right) = \left( {\overrightarrow {AB} ,\,\overrightarrow {AA’} } \right) = {90^0}$ (vì $\overrightarrow {AB} \bot \,\overrightarrow {AA’} $)

Câu 2. Cho hình lập phương $ABCD.A’B’C’D’$. Góc giữa hai vectơ $\overrightarrow {BA’} $ và $\overrightarrow {DD’} $ bằng

A. ${30^0}$. B. ${45^0}$. C. ${60^0}$. D. ${90^0}$.

Lời giải

Ta có: $\left( {\overrightarrow {BA’} ,\,\overrightarrow {DD’} } \right) = \left( {\overrightarrow {BA’} ,\,\overrightarrow {AA’} } \right) = \widehat {BA’A} = {45^0}$ (Hai vectơ có cùng cùng điểm cuối $A’$ )

Câu 3. Cho hình lập phương $ABCD.A’B’C’D’$. Góc giữa hai vectơ $\overrightarrow {BA} $ và $\overrightarrow {D’C} $ bằng

A. ${30^0}$. B. ${45^0}$. C. ${60^0}$. D. ${135^0}$.

Lời giải

Ta có: $\left( {\overrightarrow {BA} ,\,\overrightarrow {D’C} } \right) = \left( {\overrightarrow {BA} ,\,\overrightarrow {A’B} } \right) = {180^0} – \widehat {ABA’}$ $ = {180^0} – {45^0} = {135^0}$ (Hai vectơ có điểm đầu của vectơ này là điểm cuối của vectơ kia)

Câu 4. Cho hình lập phương $ABCD.A’B’C’D’$. Góc giữa hai vectơ $\overrightarrow {A’D} $ và $\overrightarrow {D’C} $ bằng

A. ${30^0}$. B. ${45^0}$. C. ${60^0}$. D. ${135^0}$.

Lời giải

Ta có: $\left( {\overrightarrow {A’D} ,\,\overrightarrow {D’C} } \right) = \left( {\overrightarrow {A’D} ,\,\overrightarrow {A’B} } \right) = \widehat {DA’B} = {60^0}$ (Tam giác $DA’B$ đều vì ba cạnh là ba đường chéo của ba hình vuông bằng nhau )

Câu 5. Cho hình lăng trụ tam giác đều $ABC.A’B’C’$. Góc giữa hai vectơ $\overrightarrow {A’C’} $ và $\overrightarrow {AB} $ bằng

A. ${30^0}$. B. ${45^0}$. C. ${60^0}$. D. ${135^0}$.

Lời giải

Ta có: $\left( {\overrightarrow {A’C’} ,\,\overrightarrow {AB} } \right) = \left( {\overrightarrow {A’C’} ,\,\overrightarrow {A’B’} } \right) = \widehat {C’A’B’} = {60^0}$ (Tam giác $C’A’B’$ đều )

Câu 6. Cho hình lăng trụ tam giác đều $ABC.A’B’C’$. Góc giữa hai vectơ $\overrightarrow {BC} $ và $\overrightarrow {A’B’} $ bằng

A. ${30^0}$. B. ${45^0}$. C. ${60^0}$. D. ${135^0}$.

Lời giải

Ta có: $\left( {\overrightarrow {BC} ,\,\overrightarrow {A’B’} } \right) = \left( {\overrightarrow {BC} ,\,\overrightarrow {AB} } \right) = {180^0} – \widehat {CBA}$ $ = {180^0} – {60^0} = {120^0}$(Tam giác $CBA$ đều )

Câu 7. Cho hình lập phương $ABCD.A’B’C’D’$ có cạnh bằng $a$. Tích vô hướng của hai vectơ $\overrightarrow {AB} $ và $\overrightarrow {A’C’} $ bằng

A. ${a^2}$. B. ${a^2}\sqrt 2 $. C. $ – {a^2}$. D. $\frac{{{a^2}\sqrt 2 }}{2}$.

Lời giải

Ta có: $\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {A’C’} = \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} = \left| {\overrightarrow {AB} } \right|.\left| {\overrightarrow {AC} } \right|cos\left( {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} } \right)$

$ = AB.AC.cos\widehat {BAC} = a.a\sqrt 2 .cos{45^0} = {a^2}\sqrt 2 .\frac{{\sqrt 2 }}{2} = {a^2}$

Câu 8. Cho hình lập phương $ABCD.A’B’C’D’$ có cạnh bằng $a$. Tích vô hướng của hai vectơ $\overrightarrow {BC’} $ và $\overrightarrow {B’A} $ bằng

A. ${a^2}$. B. ${a^2}\sqrt 2 $. C. $ – {a^2}$. D. $\frac{{{a^2}\sqrt 2 }}{2}$.

Lời giải

Ta có: $\overrightarrow {BC’} .\overrightarrow {B’A} = \overrightarrow {BC’} .\overrightarrow {C’D} = \left| {\overrightarrow {BC’} } \right|.\left| {\overrightarrow {C’D} } \right|cos\left( {\overrightarrow {BC’} ,\overrightarrow {C’D} } \right)$

$ = BC’.C’D.cos\left( {{{180}^0} – \widehat {BC’D}} \right) = a\sqrt 2 .a\sqrt 2 .cos\left( {{{180}^0} – {{60}^0}} \right)$

$ = 2{a^2}.cos{120^0} = 2{a^2}.\left( { – \frac{1}{2}} \right) = – {a^2}$

Câu 9. Cho tứ diện đều $ABCD$ có cạnh bằng $a$ và $M$ là trung điểm của $CD$. Tích vô hướng của hai vectơ $\overrightarrow {BM} $ và $\overrightarrow {AC} $ bằng

A. $\frac{{{a^2}}}{2}$. B. ${a^2}$. C. $ – {a^2}$. D. $\frac{{{a^2}}}{4}$.

Lời giải

Gọi $N$ là trung điểm $AD$, ta có: $MN$ là đường trung bình tam giác $ACD$ nên $MN//AC$ và $MN = \frac{1}{2}AC$.

Ta có: $\overrightarrow {BM} .\overrightarrow {AC} = \overrightarrow {BM} .2\overrightarrow {NM} = 2\overrightarrow {BM} .\overrightarrow {NM} = $

$2\left| {\overrightarrow {BM} } \right|.\left| {\overrightarrow {NM} } \right|cos\left( {\overrightarrow {BM} ,\overrightarrow {NM} } \right) = 2BM.NMcos\widehat {BMN}$

$ = 2BM.NM.\frac{{B{M^2} + N{M^2} – B{N^2}}}{{2BM.NM}} = B{M^2} + N{M^2} – B{N^2}$

${\left( {\frac{{a\sqrt 3 }}{2}} \right)^2} + {\left( {\frac{1}{2}a} \right)^2} – {\left( {\frac{{a\sqrt 3 }}{2}} \right)^2} = \frac{{{a^2}}}{4}$

Câu 10. Cho tứ diện $ABCD$ có $AB = AC = AD$ và $\widehat {BAC} = \widehat {BAD} = {60^0}$. Hãy xác định góc giữa cặp vectơ $\overrightarrow {AB} $ và $\overrightarrow {CD} $ ?

A. ${60^0}$. B. ${45^0}$. C. ${120^0}$. D. ${90^0}$.

Lời giải

Chọn D.

Ta có

$\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {CD} = \overrightarrow {AB} .\left( {\overrightarrow {AD} – \overrightarrow {AC} } \right) = \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AD} – \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} $

$ = AB.AD.\cos {60^0} – AB.AC.\cos {60^0} = 0$

$ \Rightarrow \left( {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {CD} } \right) = {90^0}$

Câu 11. Cho hình chóp $S.ABC$ có $SA = SB = SC$ và $\widehat {ASB} = \widehat {BSC} = \widehat {CSA}$. Hãy xác định góc giữa cặp vectơ $\overrightarrow {SA} $ và $\overrightarrow {BC} $?

A. ${120^0}$. B. ${90^0}$. C. ${60^0}$. D. ${45^0}$.

Lời giải

Chọn B.

Ta có

$\overrightarrow {SA} .\overrightarrow {BC} = \overrightarrow {SA} .\left( {\overrightarrow {SC} – \overrightarrow {SB} } \right) = \overrightarrow {SA} .\overrightarrow {SC} – \overrightarrow {SA} .\overrightarrow {SB} $

$ = SA.SC.\cos \widehat {ASC} – SA.SB.\cos \widehat {ASB} = 0$

$ \Rightarrow \left( {\overrightarrow {SA} ,\overrightarrow {BC} } \right) = {90^0}$

Câu 12. Cho hình chóp $S.ABCD$ có đáy là hình vuông $ABCD$ cạnh bằng $a$ và các cạnh bên đều bằng $a$. Gọi $M$ và $N$ lần lượt là trung điểm của $AD$ và $SD$. Số đo của góc $\left( {MN,SC} \right)$ bằng:

A. $45^\circ $ B. $30^\circ $ C. $90^\circ $ D. $60^\circ $

Lời giải

Chọn C.

Ta có: $AC = a\sqrt 2 $

$ \Rightarrow A{C^2} = 2{a^2} = S{A^2} + S{C^2}$

$ \Rightarrow \Delta SAC$ vuông tại $S$.

Khi đó: $\overrightarrow {NM} .\overrightarrow {SC} = \frac{1}{2}\overrightarrow {SA} .\overrightarrow {SC} = 0 \Leftrightarrow \left( {\overrightarrow {NM} ,\overrightarrow {SC} } \right) = 90^\circ $$ \Rightarrow \left( {MN,SC} \right) = 90^\circ $

Câu 13. Cho tứ diện $ABCD$ đều cạnh bằng $a$. Gọi $O$ là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác $BCD$. Góc giữa $AO$ và $CD$ bằng bao nhiêu ?

A. ${0^0}$. B. ${30^0}$. C. ${90^0}$. D. ${60^0}$.

Lời giải

Chọn C.

Ta có $\overrightarrow {AO} .\overrightarrow {CD} = \left( {\overrightarrow {CO} – \overrightarrow {CA} } \right)\overrightarrow {CD} $

$\begin{gathered}
= \overrightarrow {CO} .\overrightarrow {CD} – \overrightarrow {CA} .\overrightarrow {CD} = CO.CD.\cos {30^0} – CA.CD.\cos {60^0} \hfill \\
= \frac{{a\sqrt 3 }}{3}.a.\frac{{\sqrt 3 }}{2} – a.a.\frac{1}{2} = \frac{{{a^2}}}{2} – \frac{{{a^2}}}{2} = 0. \hfill \\
\end{gathered} $

Suy ra $AO \bot CD$.

Câu 14. Cho tứ diện $ABCD$ với $AB \bot AC,\,\,AB \bot BD$. Gọi $P,\,\,Q$ lần lượt là trung điểm của $AB$ và $CD$. Góc giữa $PQ$ và $AB$ là?

A. ${90^0}.$ B. ${60^0}.$ C. ${30^0}.$ D. ${45^0}.$

Lời giải

Chọn A.

$\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {PQ} \Rightarrow AB \bot PQ$

Câu 15. Cho tứ diện$ABCD$ có $AB = AC = AD$ và $\widehat {BAC} = \widehat {BAD} = {60^0},\,\widehat {CAD} = {90^0}$. Gọi $I$ và $J$ lần lượt là trung điểm của $AB$ và $CD$. Hãy xác định góc giữa cặp vectơ $\overrightarrow {AB} $ và $\overrightarrow {IJ} $?

A. $120^\circ $. B. $90^\circ $. C. $60^\circ $. D. $45^\circ $.

Lời giải

Chọn B.

Xét tam giác$ICD$ có $J$ là trung điểm đoạn $CD$.

Ta có: $\overrightarrow {IJ} = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {IC} + \overrightarrow {ID} } \right)$

Vì tam giác $ABC$ có $AB = AC$ và $\widehat {BAC} = 60^\circ $

Nên tam giác $ABC$đều. Suy ra: $CI \bot AB$

Tương tự ta có tam giác $ABD$ đều nên $DI \bot AB$.

Xét $\overrightarrow {IJ} .\overrightarrow {AB} = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {IC} + \overrightarrow {ID} } \right).\overrightarrow {AB} = \frac{1}{2}\overrightarrow {IC} .\overrightarrow {AB} + \frac{1}{2}\overrightarrow {ID} .\overrightarrow {AB} = \overrightarrow 0 $.

Suy ra $\overrightarrow {IJ} \bot \overrightarrow {AB} $. Hay góc giữa cặp vectơ $\overrightarrow {AB} $ và $\overrightarrow {IJ} $ bằng ${90^0}$.

Câu 16. Cho tứ diện $ABCD$ có hai mặt $ABC$ và $ABD$ là các tam giác đều. Khẳng định nào sau đây đúng nhất.

A. AB và CD chéo nhau B. AB và CD vuông góc với nhau

C. AB và CD đồng phẳng D. AB và CD cắt nhau

Lời giải

Chọn B.

Đặt $AB = AD = AC = a$

Ta có $\overrightarrow {CD} .\overrightarrow {AB} = \left( {\overrightarrow {AD} – \overrightarrow {AC} } \right)\overrightarrow {AB} $

$ = \left| {\overrightarrow {AB} } \right|\left| {\overrightarrow {AD} } \right|\cos {60^0} – \left| {\overrightarrow {AB} } \right|\left| {\overrightarrow {AC} } \right|\cos {60^0}$$ = a.a.\frac{1}{2} – a.a.\frac{1}{2} = 0$

Vậy $AB \bot CD$.

Câu 17. Cho hình lăng trụ tam giác đều $ABC.A’B’C’$ có $AB = a$ và $AA’ = \sqrt 2 \,a$. Góc giữa hai đường thẳng $AB’$ và $BC’$ bằng

A. $60^\circ $. B. $45^\circ $. C. $90^\circ $. D. $30^\circ $.

Lời giải

Chọn A

Ta có $\overrightarrow {AB’} .\overrightarrow {BC’} = \left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {BB’} } \right)\left( {\overrightarrow {BC} + \overrightarrow {CC’} } \right)$$ = \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {BC} + \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {CC’} + \overrightarrow {BB’} .\overrightarrow {BC} + \overrightarrow {BB’} .\overrightarrow {CC’} $

$ = \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {BC} + \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {CC’} + \overrightarrow {BB’} .\overrightarrow {BC} + \overrightarrow {BB’} .\overrightarrow {CC’} $$ = – \frac{{{a^2}}}{2} + 0 + 0 + 2{a^2} = \frac{{3{a^2}}}{2}$.

Suy ra $\cos \left( {\overrightarrow {AB’} ,\overrightarrow {BC’} } \right) = \frac{{\overrightarrow {AB’} .\overrightarrow {BC’} }}{{\left| {\overrightarrow {AB’} } \right|.\left| {\overrightarrow {BC’} } \right|}}$$ = \frac{{\frac{{3{a^2}}}{2}}}{{a\sqrt 3 .a\sqrt 3 }} = \frac{1}{2}$

$ \Rightarrow \widehat {\left( {AB’,BC’} \right)} = 60^\circ $.

Câu 18. Cho hình lập phương $ABCD.{A_1}{B_1}{C_1}{D_1}$ có cạnh $a$. Gọi $M$ là trung điểm $AD$. Giá trị $\overrightarrow {{B_1}M} .\overrightarrow {B{D_1}} $ là:

A. $\frac{1}{2}{a^2}$. B. ${a^2}$. C. $\frac{3}{4}{a^2}$. D. $\frac{3}{2}{a^2}$.

Lời giải

Chọn A.

Ta có: $\overrightarrow {{B_1}M} .\overrightarrow {B{D_1}} = \left( {\overrightarrow {{B_1}B} + \overrightarrow {BA} + \overrightarrow {AM} } \right)\left( {\overrightarrow {BA} + \overrightarrow {AD} + \overrightarrow {D{D_1}} } \right)$

$ = \overrightarrow {{B_1}B} .\overrightarrow {D{D_1}} + {\overrightarrow {BA} ^2} + \overrightarrow {AM} .\overrightarrow {AD} $

$ = – {a^2} + {a^2} + \frac{{{a^2}}}{2} = \frac{{{a^2}}}{2}$

Câu 19. Cho hình lập phương $ABCD.EFGH$. Hãy xác định góc giữa cặp vectơ $\overrightarrow {AB} $ và$\overrightarrow {EG} $?

A. $90^\circ $ B. $60^\circ $ C. $45^\circ $ D. $120^\circ $

Lời giải

Chọn C.

Ta có: $EG//AC$ (do $ACGE$ là hình chữ nhật)

$ \Rightarrow \left( {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {EG} } \right) = \left( {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} } \right) = \widehat {BAC} = 45^\circ $

Câu 20. Cho hình lập phương $ABCD.A’B’C’D’$. Gọi $M$, $N$ lần lượt là trung điểm của $AD$, $BB’.$ Cosin của góc hợp bởi $MN$ và $AC’$ bằng

A. $\frac{{\sqrt 3 }}{3}$. B. $\frac{{\sqrt 2 }}{3}$. C. $\frac{{\sqrt 5 }}{3}$. D. $\frac{{\sqrt 2 }}{4}$.

Lời giải

Chọn B

* Xét hình lập phương $ABCD.A’B’C’D’$ cạnh $a$.

* Đặt $\overrightarrow a = \overrightarrow {AB} , \overrightarrow b = \overrightarrow {AD} , \overrightarrow c = \overrightarrow {AA’} $

$ \Rightarrow \left| {\overrightarrow a } \right| = \left| {\overrightarrow b } \right| = \left| {\overrightarrow c } \right| = a, \overrightarrow a .\overrightarrow b = \overrightarrow b .\overrightarrow c = \overrightarrow a .\overrightarrow c = 0$.

* Ta có:

$\overrightarrow {MN} = \overrightarrow {AN} – \overrightarrow {AM} = \overrightarrow {AB} + \overrightarrow {BN} – \overrightarrow {AM} $

$ = \overrightarrow a – \frac{1}{2}\overrightarrow b + \frac{1}{2}\overrightarrow c $$ \Rightarrow \left| {\overrightarrow {MN} } \right| = \sqrt {{a^2} + \frac{1}{4}{a^2} + \frac{1}{4}{a^2}} = \frac{{a\sqrt 3 }}{{\sqrt 2 }}$

$\overrightarrow {AC’} = \overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AD} + \overrightarrow {AA’} = \overrightarrow a + \overrightarrow b + \overrightarrow c $

$ \Rightarrow \left| {\overrightarrow {AC’} } \right| = \;\sqrt {{a^2} + {a^2} + {a^2}} = a\sqrt 3 $

$\overrightarrow {AC’} .\overrightarrow {MN} = {a^2} – \frac{1}{2}{a^2} + \frac{1}{2}{a^2} = {a^2}$

$\cos \left( {MN;AC’} \right) = \left| {\cos \left( {\overrightarrow {MN} ;\overrightarrow {AC’} } \right)} \right| = \frac{{\left| {\overrightarrow {MN} .\overrightarrow {AC’} } \right|}}{{\left| {\overrightarrow {MN} } \right|.\left| {\overrightarrow {AC’} } \right|}} = \frac{{\sqrt 2 }}{3}$.

Câu 21. Cho hình lăng trụ $ABC.A’B’C’$ có đáy $ABC$ là tam giác đều cạnh $a$, tam giác $A’BC$ đều nằm trong mặt phẳng vuông góc với $\left( {ABC} \right)$. $M$ là trung điểm cạnh $CC’$. Tính cosin góc $\alpha $ giữa hai đường thẳng $AA’$ và $BM$.

A. $\cos \alpha = \frac{{2\sqrt {22} }}{{11}}$. B. $\cos \alpha = \frac{{\sqrt {33} }}{{11}}$. C. $\cos \alpha = \frac{{\sqrt {11} }}{{11}}$. D. $\cos \alpha = \frac{{\sqrt {22} }}{{11}}$.

Lời giải

Chọn B

Ta có: $AH = A’H = \frac{{a\sqrt 3 }}{2}$ và $AH \bot BC,A’H \bot BC$$ \Rightarrow BC \bot \left( {AA’H} \right)$$ \Rightarrow BC \bot AA’$ hay

$BC \bot BB’$. Do đó: $BCC’B’$ là hình chữ nhật.

Khi đó: $CC’ = AA’ = \frac{{a\sqrt 3 }}{2}.\sqrt 2 = \frac{{a\sqrt 6 }}{2}$$ \Rightarrow BM = \sqrt {{a^2} + \frac{{{a^2}.6}}{{16}}} = a\frac{{\sqrt {22} }}{4}$.

Xét: $\overrightarrow {AA’} .\overrightarrow {BM} = \overrightarrow {AA’} .\left( {\overrightarrow {BC} + \overrightarrow {CM} } \right)$$ = 0 + AA’.CM$$ = \frac{{3{a^2}}}{4}$.

Suy ra $\cos \left( {AA’,BM} \right) = \frac{{\left| {\frac{{3{a^2}}}{4}} \right|}}{{\frac{{a\sqrt 6 }}{2}.\frac{{a\sqrt {22} }}{4}}}$$ = \frac{{\sqrt {33} }}{{11}}$.

Câu 22. Cho tam giác $ABC$, thì công thức tính diện tích nào sau đây là đúng nhất.

A. $S = \frac{1}{2}\sqrt {A{B^2}A{C^2} – B{C^2}} $ B. $S = \frac{1}{2}\sqrt {A{B^2}A{C^2} + \frac{1}{2}{{\left( {\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} } \right)}^2}} $

C. $S = \frac{1}{2}\sqrt {A{B^2}A{C^2} – \frac{1}{2}{{\left( {\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} } \right)}^2}} $ D. $S = \frac{1}{2}\sqrt {A{B^2}A{C^2} – {{\left( {\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} } \right)}^2}} $

Lời giải

Chọn D.

${S_{ABC}} = \frac{1}{2}ABAC\sin A = \frac{1}{2}\sqrt {A{B^2}A{B^2}{{\sin }^2}A} $

$ = \frac{1}{2}\sqrt {A{B^2}A{C^2}\left( {1 – {{\cos }^2}A} \right)} $$ = \frac{1}{2}\sqrt {A{B^2}A{C^2} – {{\left( {\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} } \right)}^2}} $.

Câu 23. Trong không gian cho ba điểm $A{,^{}}B{,^{}}C$ bất kỳ, chọn đẳng thức đúng?

A. $2\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} = A{B^2} + A{C^2} – B{C^2}$ B. $2\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} = A{B^2} + A{C^2} – 2B{C^2}$

C. $\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} = A{B^2} + A{C^2} – 2B{C^2}$ D. $\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} = A{B^2} + A{C^2} – B{C^2}$

Lời giải

Chọn A.

$B{C^2} = A{B^2} + A{C^2} – 2AB.AC.\cos \left( {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} } \right) = A{B^2} + A{C^2} – 2.\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} $

Câu 24. Cho hình lập phương $ABCD.EFGH$ có cạnh bằng $a$. Ta có $\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {EG} $ bằng?

A. ${a^2}\sqrt 2 $. B. ${a^2}$. C. ${a^2}\sqrt 3 $. D. $\frac{{{a^2}\sqrt 2 }}{2}$.

Lời giải

Chọn B.

$\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {EG} = \overrightarrow {AB} .\left( {\overrightarrow {EF} + \overrightarrow {EH} } \right) = \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {EF} + \overrightarrow {AB} \overrightarrow {.EH} $$ = {\overrightarrow {AB} ^2} + \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AD} \,\,(\overrightarrow {EH} = \overrightarrow {AD} )$$ = {a^2}$ (Vì $\overrightarrow {AB} \bot \overrightarrow {AD} $)

Câu 25. Cho hình lập phương $ABCD.A’B’C’D’$ có cạnh bằng $a$. Hãy tìm mệnh đề sai trong những mệnh đề sau đây:

A. $2\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {B’C’} + \overrightarrow {CD} + \overrightarrow {D’A’} = \overrightarrow 0 $ B. $\overrightarrow {AD’} .\overrightarrow {AB’} = {a^2}$

C. $\overrightarrow {AB’} .\overrightarrow {CD’} = 0$ D. $\left| {\overrightarrow {AC’} } \right| = a\sqrt 3 $.

Lời giải

Chọn A.

Ta có :$\,2\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {B’C’} + \overrightarrow {CD} + \overrightarrow {D’A’} = \overrightarrow 0 $

$ \Leftrightarrow \overrightarrow {AB} + \left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {CD} } \right) + \left( {\overrightarrow {B’C’} + \overrightarrow {D’A’} } \right) = \overrightarrow 0 $

$ \Leftrightarrow \overrightarrow {AB} + \overrightarrow 0 + \overrightarrow 0 = \overrightarrow 0 \Leftrightarrow \overrightarrow {AB} = \overrightarrow 0 $(vô lí)$\begin{gathered}
\,\,\,\,\,\,\,\,\, \hfill \\
\hfill \\
\hfill \\
\end{gathered} $

Câu 26. Cho tứ diện $ABCD$ với $AC = \frac{3}{2}AD,\widehat {CAB} = \widehat {DAB} = {60^0},CD = AD$. Gọi $\varphi $ là góc giữa $AB$ và $CD$. Chọn khẳng định đúng ?

A. $\cos \;\varphi = \frac{3}{4}$. B. $\varphi = {60^0}$. C. $\varphi = {30^0}$. D. $\cos \;\varphi = \frac{1}{4}$.

Lời giải

Chọn D.

Ta có $\cos \left( {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {CD} } \right) = \frac{{\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {CD} }}{{\left| {\overrightarrow {AB} } \right|.\left| {\overrightarrow {CD} } \right|}} = \frac{{\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {CD} }}{{AB.CD}}$

Mặt khác

$ = \overrightarrow {AB} \left( {\overrightarrow {AD} – \overrightarrow {AC} } \right) = \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AD} – \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} $

$ = AB.AD.\cos {60^0} – AB.AC.\cos {60^0}$

$ = AB.AD.\frac{1}{2} – AB.\frac{3}{2}AD.\frac{1}{2} = – \frac{1}{4}AB.AD = – \frac{1}{4}AB.CD$

Do có $\cos \left( {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {CD} } \right) = \frac{{ – \frac{1}{4}AB.CD}}{{AB.CD}} = – \frac{1}{4}$. Suy ra $\cos \varphi = \frac{1}{4}$.

Câu 27. Cho tứ diện đều $ABCD$, $M$ là trung điểm của cạnh $BC$. Khi đó $\cos \left( {AB,DM} \right)$ bằng

A. $\frac{{\sqrt 2 }}{2}$. B. $\frac{{\sqrt 3 }}{6}$. C. $\frac{1}{2}$. D. $\frac{{\sqrt 3 }}{2}$.

Lời giải

Chọn B.

Giả sử cạnh của tứ diện là $a$.

Ta có $\cos \left( {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {DM} } \right) = \frac{{\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {DM} }}{{\left| {\overrightarrow {AB} } \right|.\left| {\overrightarrow {DM} } \right|}} = \frac{{\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {DM} }}{{a.\frac{{a\sqrt 3 }}{2}}}$

Mặt khác

$\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {DM} = \overrightarrow {AB} \left( {\overrightarrow {AM} – \overrightarrow {AD} } \right) = \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AM} – \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AD} $

$\begin{gathered}
= AB.AM.\cos {30^0} – AB.AD.\cos {60^0} \hfill \\
\hfill \\
\end{gathered} $

$ = a.\frac{{a\sqrt 3 }}{2}.\frac{{\sqrt 3 }}{2} – a.a.\frac{1}{2} = \frac{{3{a^2}}}{4} – \frac{{{a^2}}}{2} = \frac{{{a^2}}}{4}.$

Do có $\cos \left( {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {DM} } \right) = \frac{{\sqrt 3 }}{6}$. Suy ra $\cos \left( {AB,DM} \right) = \frac{{\sqrt 3 }}{6}$.

DẠNG 2: TÍCH VÔ HƯỚNG CỦA HAI VECTƠ

Câu 28. Cho hai vectơ $\overrightarrow a $ và $\overrightarrow b $ thỏa mãn điều kiện $\left| {\overrightarrow a } \right| = \left| {\overrightarrow b } \right| = 2$ và $\left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right) = {30^0}.$ Tính tích vô hướng của $\overrightarrow a $ và $\overrightarrow b $.

A. $\overrightarrow a .\overrightarrow b = 2\sqrt 3 $. B. $\overrightarrow a .\overrightarrow b = 0$. C. $\overrightarrow a .\overrightarrow b = 2$. D. $\overrightarrow a .\overrightarrow b = \sqrt 3 $.

Lời giải

Chọn A.

$\overrightarrow a .\overrightarrow b = \left| {\overrightarrow a } \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|cos\left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right) = 2.2cos{30^0}$ $ = 4.\frac{{\sqrt 3 }}{2} = 2\sqrt 3 $

Câu 29. Cho $\overrightarrow a $ và $\overrightarrow b $ là hai vectơ cùng hướng và đều khác vectơ $\overrightarrow 0 $. Tính tích vô hướng của $\overrightarrow a $ và $\overrightarrow b $.

A. $\overrightarrow a .\overrightarrow b = \left| {\overrightarrow a } \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|$. B. $\overrightarrow a .\overrightarrow b = 0$. C. $\overrightarrow a .\overrightarrow b = – 1$. D. $\overrightarrow a .\overrightarrow b = – \left| {\overrightarrow a } \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|$.

Lời giải

Chọn A

Do $\overrightarrow a $ và $\overrightarrow b $ là hai vectơ cùng hướng nên $\left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right) = {0^0} \Rightarrow cos\left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right) = 1$.

Vậy $\overrightarrow a .\overrightarrow b = \left| {\overrightarrow a } \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|$.

Câu 30. Cho hai vectơ $\overrightarrow a $ và $\overrightarrow b $ khác $\overrightarrow 0 $. Xác định góc $\alpha $ giữa hai vectơ $\overrightarrow a $ và $\overrightarrow b $ khi $\overrightarrow a .\overrightarrow b = – \left| {\overrightarrow a } \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|.$

A. $\alpha = {180^o}$. B. $\alpha = {0^o}$. C. $\alpha = {90^o}$. D. $\alpha = {45^o}$.

Lời giải

Chọn A

Mà theo giả thiết $\overrightarrow a .\overrightarrow b = – \left| {\overrightarrow a } \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|$, suy ra $\cos \left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right) = – 1 \Rightarrow \left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right) = {180^0}$

Câu 31. Cho hai vectơ $\overrightarrow a $ và $\overrightarrow b $ thỏa mãn $\left| {\overrightarrow a } \right| = 3,$ $\left| {\overrightarrow b } \right| = 2$ và $\vec a.\vec b = – 3.$ Xác định góc $\alpha $ giữa hai vectơ $\overrightarrow a $ và $\overrightarrow b $

A. $\alpha = {30^o}$. B. $\alpha = {45^o}$. C. $\alpha = {60^o}$. D. $\alpha = {120^o}$.

Lời giải

Chọn D

Ta có $\overrightarrow a .\overrightarrow b = \left| {\overrightarrow a } \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|.cos\left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right)$

$ \Rightarrow cos\left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right) = \frac{{\vec a.\overrightarrow b }}{{\left| {\vec a} \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|}} = \frac{{ – 3}}{{3.2}} = – \frac{1}{2}$

$ \Rightarrow \left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right) = {120^0}$

Câu 32. Cho hai vectơ $\vec a$ và $\overrightarrow b $ thỏa mãn $\left| {\overrightarrow a } \right| = \left| {\overrightarrow b } \right| = 1$ và hai vectơ $\vec u = \frac{2}{5}\overrightarrow a – 3\overrightarrow b $ và $\vec v = \overrightarrow a + \overrightarrow b $ vuông góc với nhau. Xác định góc $\alpha $ giữa hai vectơ $\overrightarrow a $ và $\overrightarrow b .$

A. $\alpha = {90^o}$. B. $\alpha = {180^o}$. C. $\alpha = {60^o}$. D. $\alpha = {45^o}$.

Lời giải

Chọn B

Ta có $\vec u \bot \vec v \Leftrightarrow \vec u.\vec v = 0$

$ \Leftrightarrow \left( {\frac{2}{5}\overrightarrow a – 3\overrightarrow b } \right)\left( {\overrightarrow a + \overrightarrow b } \right) = 0 \Leftrightarrow \frac{2}{5}{\overrightarrow a ^2} – \frac{{13}}{5}\overrightarrow a \overrightarrow b – 3{\overrightarrow b ^2} = 0$

$ \Leftrightarrow \frac{2}{5}{.1^2} – \frac{{13}}{5}\overrightarrow a \overrightarrow b – {3.1^2} = 0 \Leftrightarrow – \frac{{13}}{5}\overrightarrow a \overrightarrow b – \frac{{13}}{5} = 0$ (Do $\left| {\overrightarrow a } \right| = \left| {\overrightarrow b } \right| = 1$)

$ \Rightarrow \overrightarrow a \overrightarrow b = – 1$

Suy ra $cos\left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right) = \frac{{\vec a.\overrightarrow b }}{{\left| {\vec a} \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|}} = \frac{{ – 1}}{{1.1}} = – 1$$ \Rightarrow \left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right) = {180^0}$

Câu 33. Cho hai vectơ $\overrightarrow a $ và $\overrightarrow b $ thỏa mãn điều kiện $\left| {\overrightarrow a } \right| = \left| {\overrightarrow b } \right| = 1$ và $\overrightarrow a .\overrightarrow b = 3.$ Độ dài vectơ $3\overrightarrow a + 5\overrightarrow b :$

A. $5\sqrt 5 .$ B. $\sqrt {24} .$ C. 8. D. 124.

Lời giải

Chọn B.

${\left( {3\overrightarrow a + 5\overrightarrow b } \right)^2} = 9{\overrightarrow a ^2} + 30\overrightarrow a \overrightarrow b + 25{\overrightarrow b ^2}$ $ = 9 + 90 + 25 = 124.$

$ \Rightarrow \left| {3\overrightarrow a + 5\overrightarrow b } \right| = \sqrt {124} $

Câu 34. Cho $\vec a,\vec b$ có $(\vec a + 2\vec b)$ vuông góc với vectơ $(5\vec a – 4\vec b)$ và $|\vec a| = |\vec b|$. Khi đó:

A. $\cos (\vec a,\vec b) = \frac{{\sqrt 2 }}{2}$. B. $\cos (\vec a,\vec b) = {90^\circ }$. C. $\cos (\vec a,\vec b) = \frac{{\sqrt 3 }}{2}$. D. $\cos (\vec a,\vec b) = \frac{1}{2}$

Lời giải

Chọn D.

+Do $(\vec a + 2\vec b)$ vuông góc với vectơ $(5\vec a – 4\vec b)$ nên:

$(\vec a + 2\vec b) \cdot (5\vec a – 4\vec b) = 0 \Leftrightarrow 5{\vec a^2} – 8{\vec b^2} + 6\vec a \cdot \vec b = 0$

$ \Leftrightarrow \vec a \cdot \vec b = \frac{{ – 5{{\vec a}^2} + 8{{\vec b}^2}}}{6}. $

Ta có $|\vec a| = |\vec b| \Leftrightarrow |\vec a{|^2} = |\vec b{|^2}$. Suy ra $\vec a \cdot \vec b = \frac{{3{{\vec a}^2}}}{6}$

$ + \cos (\vec a,\vec b) = \frac{{\vec a \cdot \vec b}}{{|\vec a||\vec b|}} = \frac{{\frac{{3{{\vec a}^2}}}{6}}}{{{{\vec a}^2}}} = \frac{1}{2}$

Câu 35. Cho hai vectơ $\overrightarrow a ,\overrightarrow b $ thỏa mãn: $\left| {\overrightarrow a } \right| = 4;\left| {\overrightarrow b } \right| = 3;\left| {\overrightarrow a – \overrightarrow b } \right| = 4$. Gọi $\alpha $ là góc giữa hai vectơ $\overrightarrow a ,\overrightarrow b $. Chọn khẳng định đúng?

A. $\cos \alpha = \frac{3}{8}$. B. $\alpha = {30^0}$. C. $\cos \alpha = \frac{1}{3}$. D. $\alpha = {60^0}$.

Lời giải

Chọn A.

${(\overrightarrow a – \overrightarrow b )^2} = {\left| {\overrightarrow a } \right|^2} + {\left| {\overrightarrow b } \right|^2} – 2\overrightarrow a .\overrightarrow b \Rightarrow \overrightarrow a .\overrightarrow b = \frac{9}{2}.$

Do đó: $\cos \;\alpha = \frac{{\overrightarrow a .\overrightarrow b }}{{\left| {\overrightarrow a } \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|}} = \frac{3}{8}$.

Câu 36. $\vec u$ và $\vec v$ là 2 vectơ đều khác $\vec 0$. Khi đó $|\vec u + 2\vec v{|^2}$ bằng

A. ${\vec u^2} + 2{\vec v^2} – 4\vec u \cdot \vec v$. B. ${\vec u^2} + 4{\vec v^2} + 4\vec u \cdot \vec v$. C. ${\vec u^2} + 4{\vec v^2}$. D. $4\vec u \cdot \vec v(\vec u – \vec v)$.

Lời giải

Chọn B.

Ta có $|\vec u + 2\vec v{|^2} = {(\vec u + 2\vec v)^2} = {\vec u^2} + 4{\vec v^2} + 4\vec u \cdot \vec v$.

Câu 37. Cho hai vectơ $\vec a$ và $\vec b$ có $|\vec a| = 5,|\vec b| = 12$ và $|\vec a + \vec b| = 13$. Khi đó cosin của góc giữa hai vectơ $\vec a – \vec b$ và $\vec a + \vec b$ bằng

A. $\frac{{12}}{{13}}$. B. $\frac{5}{{12}}$. C. $ – \frac{{119}}{{169}}$. D. $\frac{{119}}{{169}}$.

Lời giải

Chọn C.

Ta thấy $\sqrt {{5^2} + {{12}^2}} = 13$ suy ra $\vec a \bot \vec b$

Mặt khác: $\cos \left( {{\alpha _2}} \right) = \frac{{|\vec a|}}{{|\vec a + \vec b|}} = \frac{5}{{13}} \Rightarrow {\alpha _2} = {\cos ^{ – 1}}\frac{5}{{13}}$.

Do đó góc giữa hai vectơ $\vec a – \vec b$ và $\vec a + \vec b$ bằng ${\alpha _1} + {\alpha _2} = 2{\alpha _2} = 2{\cos ^{ – 1}}\frac{5}{{13}}$

Vậy $\cos (\overrightarrow {\vec a – \vec b,\vec a + \vec b} ) = \cos \left( {2 \cdot {{\cos }^{ – 1}}\frac{5}{{13}}} \right) = – \frac{{119}}{{169}}$.

Câu 38. Cho $\vec u = \vec a + 3\vec b$ vuông góc với $\vec v = 7\vec a – 5\vec b$ và $\vec x = \vec a – 4\vec b$ vuông góc với $\vec y = 7\vec a – 2\vec b$. Khi đó góc giữa hai vectơ $\vec a$ và $\vec b$ bằng

A. $(\vec a,\vec b) = {75^\circ }$. B. $(\vec a,\vec b) = {60^\circ }$. C. $(\vec a,\vec b) = {120^\circ }$. D. $(\vec a,\vec b) = {45^\circ }$.

Lời giải

Chọn B.

Ta có: $\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{\vec u \cdot \vec v = 0} \\
{\vec x \cdot \vec y = 0}
\end{array} \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{(\vec a + 3\vec b) \cdot (7\vec a – 5\vec b) = 0} \\
{(\vec a – 4\vec b) \cdot (7\vec a – 2\vec b) = 0}
\end{array}} \right.} \right.$

$ \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{7|\vec a{|^2} – 15|\vec b{|^2} = – 16\vec a \cdot \vec b} \\
{7|\vec a{|^2} + 8|\vec b{|^2} = 30\vec a \cdot \vec b}
\end{array}} \right.. $

$ \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{|\vec b{|^2} = 2\vec a\vec b} \\
{|\vec a{|^2} = 2\vec a \cdot \vec b}
\end{array} \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{|\vec b{|^2} = 2\vec a \cdot \vec b} \\
{|\vec a| = |\vec b|}
\end{array}} \right.} \right.$

Từ đó, ta có: $\cos (\vec a,\vec b) = \frac{{\vec a\vec b}}{{|\vec a| \cdot |\vec b|}} = \frac{{\vec a \cdot \vec b}}{{|\vec b{|^2}}} = \frac{1}{2} \Rightarrow (\vec a,\vec b) = {60^\circ }$

Câu 39. Cho hai vectơ $\overrightarrow a ,\overrightarrow b $ thỏa mãn: $\left| {\overrightarrow a } \right| = 4;\left| {\overrightarrow b } \right| = 3;\overrightarrow a .\overrightarrow b = 10$. Xét hai vectơ $\overrightarrow y = \overrightarrow a – \overrightarrow b $$\overrightarrow x = \overrightarrow a – 2\overrightarrow b ,$. Gọi α là góc giữa hai vectơ $\overrightarrow x ,\overrightarrow y $. Chọn khẳng định đúng.

A. $\cos \alpha = \frac{{ – 2}}{{\sqrt {15} }}$. B. $\cos \alpha = \frac{1}{{\sqrt {15} }}$. C. $\cos \alpha = \frac{3}{{\sqrt {15} }}$. D. $\cos \alpha = \frac{2}{{\sqrt {15} }}$.

Lời giải

Chọn D.

Ta có $\overrightarrow x .\overrightarrow y = \left( {\overrightarrow a – 2\overrightarrow b } \right)\left( {\overrightarrow a – \overrightarrow b } \right) = {\left( {\overrightarrow a } \right)^2} + 2{\left( {\overrightarrow b } \right)^2} – 3\overrightarrow a .\overrightarrow b = 4$.

$\left| {\overrightarrow x } \right| = \sqrt {{{\left( {\overrightarrow x } \right)}^2}} = \sqrt {{{\left( {\overrightarrow a – 2\overrightarrow b } \right)}^2}} = \sqrt {{{\left( {\overrightarrow a } \right)}^2} + 4{{\left( {\overrightarrow b } \right)}^2} – 4\overrightarrow a .\overrightarrow b } = 2\sqrt 3 $.

$\left| {\overrightarrow y } \right| = \sqrt {{{\left( {\overrightarrow y } \right)}^2}} = \sqrt {{{\left( {\overrightarrow a – \overrightarrow b } \right)}^2}} = \sqrt {{{\left( {\overrightarrow a } \right)}^2} + {{\left( {\overrightarrow b } \right)}^2} – 2\overrightarrow a .\overrightarrow b } = \sqrt 5 $.

$\cos \alpha = \frac{{\overrightarrow x .\overrightarrow y }}{{\left| {\overrightarrow x } \right|.\left| {\overrightarrow y } \right|}} = \frac{4}{{2\sqrt 3 .\sqrt 5 }} = \frac{2}{{\sqrt {15} }}$

Câu 40. Cho hai vectơ $\overrightarrow a ,\overrightarrow b $ thỏa mãn: $\left| {\overrightarrow a } \right| = 26;\left| {\overrightarrow b } \right| = 28;\left| {\overrightarrow a + \overrightarrow b } \right| = 48$. Độ dài vectơ $\overrightarrow a – \overrightarrow b $ bằng?

A. $25.$ B. $\sqrt {616} $. C. $9.$ D. $\sqrt {618} $.

Lời giải

Chọn B.

${\left| {\overrightarrow a – \overrightarrow b } \right|^2} = {\left( {\overrightarrow a – \overrightarrow b } \right)^2} = {\overrightarrow a ^2} + {\overrightarrow b ^2} – 2\overrightarrow a .\overrightarrow b $

$ = 2\left( {{{\overrightarrow a }^2} + {{\overrightarrow b }^2}} \right) – {\left( {\overrightarrow a + \overrightarrow b } \right)^2}$

$ = 2\left( {{{\left| {\overrightarrow a } \right|}^2} + {{\left| {\overrightarrow b } \right|}^2}} \right) – {\left| {\overrightarrow a + \overrightarrow b } \right|^2} = 2\left( {{{26}^2} + {{28}^2}} \right) – {48^2} = 616$

$ \Rightarrow \left| {\overrightarrow a – \overrightarrow b } \right| = \sqrt {616} .$

Tài liệu đính kèm

  • Trac-nghiem-tich-vo-huong-hai-vec-to-trong-khong-gian-lop-12-hay.docx

    613.79 KB • DOCX

    Tải xuống

Giải bài tập những môn khác

Tài liệu môn toán

Tài liệu tin học

Tài liệu Lớp 1

Tài liệu Lớp 2

Tài liệu Lớp 3

Tài liệu Lớp 4

Tài liệu Lớp 5

Trò chơi Powerpoint

Sáng kiến kinh nghiệm