Hình học 10 Chương 1 Bài 4 Hệ trục tọa độ

5 trắc nghiệm 8 bài tập SGK 2 hỏi đáp

Sau khi chúng ta đã đi về khái niệm về các vectơ, bài học cuối chương I sẽ là bài Hệ trục tọa độ, khái niệm này các em đã học từ lớp 7, trong bài học chúng ta sẽ tìm hiểu sâu hơn, nhiều khía cạnh hơn nội dung này.

Tóm tắt lý thuyết

1. Trục tọa độ

Khái niệm:

  • Trục tọa độ (trục hoặc trục số) của một đường thẳng trên đó đã xác định một điểm O và một vectơ \(\vec{i}\) có độ dài bằng 1.
  • Vectơ \(\vec{i}\) gọi là vectơ đơn vị của trục tọa độ.

Vì vậy, đối với mọi điểm M nằm trên trục tọa độ, ta luôn luôn xác định được số m nào đó sao cho \(\vec{OM}=m\vec{i}\). Số m đó gọi là tọa độ điểm M với trục.

Nếu có hai điểm A và B phân biệt nằm trên trục Ox thì tọa độ của vectơ \(\vec{AB}\) được kí hiệu là \(\bar{AB}\) và còn được gọi là độ dài đại số của vectơ \(\vec{AB}\) trên trục Ox.

2. Hệ trục tọa độ Oij

Trên hình đã mô tả đầy đủ về Hệ trục tọa độ. Trục ngang chứa \(\vec{i}\) gọi là trục hoành, trục dọc chứa \(\vec{j}\) gọi là trục tung và được kí hiệu là Oxy hoặc \((O;\vec{i};\vec{j})\)

3. Tọa độ của vectơ đối với hệ trục tọa độ

Đối với hệ trục tọa độ \((O;\vec{i};\vec{j})\), nếu \(\vec{a}=x\vec{i}+y\vec{j}\) thì cặp số \((x;y)\) được gọi là tọa độ của vectơ \(\vec{a}\), kí hiệu là \(\vec{a}=(x;y)\) hoặc \(\vec{a}(x;y)\). x là hoành độ, y là tung độ của vectơ \(\vec{a}\)

Từ định nghĩa trên, ta có nhận xét:

\(\vec{a}=(x;y)=\vec{b}=(x';y')\Leftrightarrow \left\{\begin{matrix} x=x'\\ y=y' \end{matrix}\right.\)

4. Biểu thức tọa độ của các vectơ

5. Tọa độ của điểm

Trong mặt phẳng Oxy, tọa độ của vectơ \(\vec{OM}\) chính là tọa độ của điểm \(M(x_M;y_M)\)

Một cách tổng quát, ta có:

Với hai điểm \(M(x_M;y_M)\) và \(N(x_N;y_N)\) thì ta có:

\(\vec{MN}=(x_N-x_M;y_N-y_M)\)

6. Tọa độ trung điểm của đoạn thẳng và tọa độ trọng tâm của tam giác

  • Nếu M là trung điểm của đoạn thẳng AB thì:

\(x_M=\frac{x_a+x_B}{2};y_M=\frac{y_A+y_B}{2}\)

  • Nếu G là trọng tâm của tam giác ABC thì:

\(x_G=\frac{x_a+x_B+x_C}{3};y_G=\frac{y_A+y_B+y_C}{3}\)

Bài tập minh họa

Bài 1:

Xác định tính đúng sai của các mệnh đề sau, nếu sai hãy giải thích:

1. Hai vectơ \(\vec{a}(3;1)\) và vectơ \(\vec{b}(1;3)\) là hai vectơ bằng nhau.

2. Hai vectơ bằng nhau khi chúng có hoành độ và tung độ bằng nhau.

3. Vectơ \(\vec{a}\) cùng phương với vectơ \(\vec{b}\) nếu vectơ \(\vec{a}\) có tung độ bằng 0.

4. Hai vectơ cùng phương khi hoành độ của vectơ này bằng k lần hoành độ của vectơ kia, tung độ của vectơ này bằng -k lần tung độ vectơ kia.

Hướng dẫn:

Câu 1 là sai vì chúng chỉ có độ lớn bằng nhau, chứ hai vectơ không bằng nhau.

Câu 2 là câu đúng.

Câu 3 là câu sai, vì nếu cùng phương chúng sẽ tỉ lệ hoành và tung theo hệ số k nào đó.

Câu 4 là câu sai vì chúng tỉ lệ theo k hoặc -k chứ không phải hoành là k, tung là -k.

 

Bài 2: 

Biểu diễn các vectơ sau lên cùng một mặt phẳng tọa độ

\(\vec{a}=-2\vec{i}\), \(\vec{b}=3\vec{j}\), \(\vec{c}=2\vec{i}-\vec{j}\), \(\vec{d}=\frac{1}{2}\vec{i}+3\vec{j}\)

Hướng dẫn:

 

Bài 3: 

Chứng minh 3 điểm \(A(-3;4);B(1;1);C(9;-5)\) thẳng hàng.

Hướng dẫn:

Để chứng minh ba điểm này thẳng hàng, ta viết các vectơ \(\vec{AB};\vec{AC}\) rồi xác định hệ số k sao cho hoành và tung của \(\vec{AB}\) đúng bằng k lần hoành và tung của \(\vec{AC}\).

Thật vậy, \(\vec{AB}=(4;-3)\)

\(\vec{AC}=(12;-9)\)

Như vậy, hệ số k được xác định là \(k=3\). Vậy 3 điểm A, B, C thằng hàng.

 

Bài 4: 

Trong mặt phẳng tọa độ. Cho 3 điểm \(A(1;2); B(4;1);C(5;-2)\). 

1. Tìm tọa độ trung điểm M của AC.

2. Tìm tọa độ trọng tâm G của tam giác ABC.

3. Tìm tọa độ điểm D sao cho ABCD là hình bình hành.

Hướng dẫn:

1. Do M là trung điểm của AC nên \(x_M=\frac{x_A+x_C}{2},y_M=\frac{y_A+y_C}{2}\)

\(\Leftrightarrow x_M=\frac{1+5}{2},y_M=\frac{2+(-2)}{2}\)\(\Leftrightarrow x_M=3,y_M=0\Leftrightarrow M(3;0)\)

2. G là trọng tâm của tam giác ABC nên \(x_G=\frac{x_A+x_B+x_C}{3},y_M=\frac{y_A+y_B+y_C}{3}\)

\(\Leftrightarrow x_G=\frac{1+4+5}{3},y_G=\frac{2+1+(-2)}{3}\)\(\Leftrightarrow x_G=\frac{10}{3},y_G=\frac{1}{3}\Leftrightarrow G \left ( \frac{10}{3};\frac{1}{3} \right )\)

3. ABCD là hình bình hành, suy ra \(\vec{AB}=\vec{DC}\)

Mà \(\vec{AB}=(4-1;1-2)\Leftrightarrow \vec{AB}=(3;-1)\)

Suy ra \(\left\{\begin{matrix} x_D=5-3\\ y_D=-2-(-1) \end{matrix}\right.\)

Vậy \(D(2;-1)\)

 

Lời kết

Nội dung bài học đã giới thiệu đến các em những nội dung trọng tâm và các dạng bài tập liên quan đến Hệ trục tọa độ.

Để củng cố bài học, xin mời các em làm bài kiểm tra Trắc nghiệm Hình học 10 Chương 1 Bài 4 với những câu hỏi ôn tập, bám sát nội dung bài học. Bên cạnh đó các em có thể nêu thắc mắc của mình thông qua phần Hỏi đáp Hình học 10 Chương 1 Bài 4, cộng đồng Toán HỌC247 sẽ sớm giải đáp cho các em.

Phần hướng dẫn Giải bài tập Hình học 10 Chương 1 Bài 4 sẽ giúp các em nắm được các phương pháp giải bài toán từ SGK Hình học 10 Cơ bản và Nâng cao.

-- Mod Toán Học 10 HỌC247