Giải bài 4.68 trang 71 SBT Toán 10 Kết nối tri thức tập 1 - KNTT

Phương pháp giải

a) Chứng minh hai vectơ \(\overrightarrow {AB} \) và \(\overrightarrow {AC} \) không cùng phương

Xét \(\Delta ABC\) có: \(G\) là trọng tâm của tam giác \(ABC\). Tìm toạ độ điểm G

b) Gọi \(H(x;y)\) là trực tâm của \(\Delta ABC\)

Xác định toạ độ \(\overrightarrow {CH}\) và \(\overrightarrow {BH}\)

Có \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{\overrightarrow {CH} .\overrightarrow {AB}  = 0}\\
{\overrightarrow {BH} .\overrightarrow {AC}  = 0}
\end{array}} \right.\). Giải tìm toạ độ điểm H

Gọi \(I(x';y')\) là tâm đường tròn ngoại tiếp \(\Delta ABC\)

Xác định toạ độ \(\overrightarrow {IH}\) và \(\overrightarrow {IG}\)

Ta có: \(\overrightarrow {IH}  = 3\overrightarrow {IG}\). Giải tìm toạ độ điểm I

Lời giải chi tiết

a) Ta có: \(\overrightarrow {AB}  = (3;3)\) và \(\overrightarrow {AC}  = (7; - 3)\)

\( \Rightarrow \) \(\overrightarrow {AB} \) và \(\overrightarrow {AC} \) không cùng phương

\( \Rightarrow \) ba điểm \(A,\,\,B,\,\,C\) là ba đỉnh của một tam giác

Xét \(\Delta ABC\) có: \(G\) là trọng tâm của tam giác \(ABC\)

\( \Rightarrow \) \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = \frac{{ - 2 + 1 + 5}}{3} = \frac{4}{3}}\\{y = \frac{{1 + 4 - 2}}{3} = 1}\end{array}} \right.\) \( \Rightarrow \) \(G\left( {\frac{4}{3};1} \right)\)

Vậy tọa độ trọng tâm của tam giác là: \(G\left( {\frac{4}{3};1} \right)\)

b) Gọi \(H(x;y)\) là trực tâm của \(\Delta ABC\)

Ta có: \(\overrightarrow {CH}  = (x - 5;y + 2)\) và \(\overrightarrow {BH}  = (x - 1;y - 4)\)

\( \Rightarrow \) \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\overrightarrow {CH} .\overrightarrow {AB}  = 0}\\{\overrightarrow {BH} .\overrightarrow {AC}  = 0}\end{array}} \right.\) \( \Leftrightarrow \) \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{3\left( {x - 5} \right) + 3\left( {y + 2} \right) = 0}\\{7\left( {x - 1} \right) - 3\left( {y - 4} \right) = 0}\end{array}} \right.\)

\( \Leftrightarrow \) \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x + y = 3}\\{7x - 3y =  - 5}\end{array}} \right.\) \( \Leftrightarrow \) \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = \frac{2}{5}}\\{y = \frac{{13}}{5}}\end{array}} \right.\) \( \Rightarrow \) \(H\left( {\frac{2}{5};\frac{{13}}{5}} \right)\)

Gọi \(I(x';y')\) là tâm đường tròn ngoại tiếp \(\Delta ABC\)

Ta có: \(\overrightarrow {IH}  = \left( {\frac{2}{5} - x';\frac{{13}}{5} - y'} \right)\) và \(\overrightarrow {IG}  = \left( {\frac{4}{3} - x';1 - y'} \right)\) 

Ta có: \(\overrightarrow {IH}  = 3\overrightarrow {IG} \,\, \Leftrightarrow \,\,\left( {\frac{2}{5} - x';\frac{{13}}{5} - y'} \right) = 3\left( {\frac{4}{3} - x';1 - y'} \right)\)

\( \Leftrightarrow \) \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{2}{5} - x' = 4 - 3x'}\\{\frac{{13}}{5} - y' = 3 - 3y'}\end{array}} \right.\) \( \Leftrightarrow \) \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{2x' = \frac{{18}}{5}}\\{2y' = \frac{2}{5}}\end{array}} \right.\) \( \Leftrightarrow \) \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x' = \frac{9}{5}}\\{y' = \frac{1}{5}}\end{array}} \right.\) \( \Rightarrow \) \(I\left( {\frac{9}{5};\frac{1}{5}} \right)\)

Vậy \(H\left( {\frac{2}{5};\frac{{13}}{5}} \right)\) và \(I\left( {\frac{9}{5};\frac{1}{5}} \right)\).

-- Mod Toán 10 HỌC247