Giải bài 7 trang 12 – SGK Hình học lớp 10

Cho \(​​\overrightarrow{a} ,\overrightarrow{b} \)  là hai vectơ khác \(\overrightarrow{0} \). Khi nào có đẳng thức

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

b) \(\left|\overrightarrow{a} +\overrightarrow{b} \right|=\left|\overrightarrow{a} -\overrightarrow{b} \right|\).

Lời giải:

Gợi ý:

Biểu diễn \(\overrightarrow{a} =\overrightarrow{AB} ;\overrightarrow{b} =\overrightarrow{BC} \).

Sử dụng quy tắc ba điểm và quy tắc trừ để suy ra điều kiện.

a. Đặt \(\overrightarrow{a} =\overrightarrow{AB} ;\overrightarrow{b} =\overrightarrow{BC} \). Ta có:

\(\overrightarrow{a} +\overrightarrow{b}= \overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BC}=\overrightarrow{AC} \) (quy tắc 3 điểm)

Suy ra \(\left| \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b} \right|=\left| \overrightarrow{AC} \right|=AC\)

\(\left| \overrightarrow{a} \right|+\left| \overrightarrow{b} \right|=AB+BC\)

Khi đó \(\left|\overrightarrow{a} +\overrightarrow{b} \right|=\left| \overrightarrow{a} \right|+\left| \overrightarrow{b} \right|\Leftrightarrow AC=AB+BC \)

\(\Leftrightarrow B\) nằm giữa \(A\) và \(C\) 

\(\Leftrightarrow \overrightarrow{a} ,\overrightarrow{b} \) cùng hướng.

b) Đặt \(\overrightarrow{a} =\overrightarrow{AB} ;\overrightarrow{b} =\overrightarrow{BC} \). Lấy điểm \(D\) sao cho \(\overrightarrow{AD} =\overrightarrow{BC} \)

Ta có: \(\overrightarrow{a} -\overrightarrow{b} =\overrightarrow{AB} -\overrightarrow{AD}=\overrightarrow{DB} \)

Suy ra: \(\left| \overrightarrow{a} -\overrightarrow{b} \right|=\left| \overrightarrow{DB} \right|=BD\)

Theo câu a, ta có: \(\left| \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b} \right|=AC\) 

Khi đó: \(\left|\overrightarrow{a} +\overrightarrow{b} \right|=\left|\overrightarrow{a} -\overrightarrow{b} \right|\Leftrightarrow BD=AC\)

⇔ Hình bình hành \(ABCD\) có hai đường chéo bằng nhau .

⇔ \(ABCD\) là hình chữ nhật 

Suy ra \(AB \bot BC \)

Suy ra \( \overrightarrow{a} \bot \overrightarrow{b} \)