Cho hình vuông ABCD có cạnh bằng 1. So sánh độ dài của hai vectơ sau:
Câu hỏi:
Cho hình vuông ABCD có cạnh bằng 1. So sánh độ dài của hai vectơ sau:
\[\overrightarrow a = \left( {\overrightarrow {AC} + \overrightarrow {B{\rm{D}}} } \right) + \overrightarrow {CB} \];
\[\overrightarrow b = \overrightarrow {AB} + \overrightarrow {A{\rm{D}}} + \overrightarrow {BC} + \overrightarrow {DA} \].
A. \(\left| {\overrightarrow a } \right| = 2\left| {\overrightarrow b } \right|\);
B. \(\left| {\overrightarrow a } \right| = \left| {\overrightarrow b } \right|\);
C. \(\left| {\overrightarrow a } \right| = \sqrt 2 \left| {\overrightarrow b } \right|\);
D. \(\left| {\overrightarrow a } \right| = \frac{1}{{\sqrt 2 }}\left| {\overrightarrow b } \right|\).
Trả lời:
Đáp án đúng là C
Ta có: \[\left( {\overrightarrow {AC} + \overrightarrow {B{\rm{D}}} } \right) + \overrightarrow {CB} = \overrightarrow {AC} + \overrightarrow {B{\rm{D}}} + \overrightarrow {CB} \]
\[ = \left( {\overrightarrow {AC} + \overrightarrow {CB} } \right) + \overrightarrow {B{\rm{D}}} \]
\[ = \overrightarrow {AB} + \overrightarrow {B{\rm{D}}} \]
\[ = \overrightarrow {AD} \]
Do đó \[\left| {\overrightarrow a } \right| = \left| {\overrightarrow {A{\rm{D}}} } \right|\] = 1.
Ta lại có: \[\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {A{\rm{D}}} + \overrightarrow {BC} + \overrightarrow {DA} = \left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {BC} } \right) + \left( {\overrightarrow {A{\rm{D}}} + \overrightarrow {DA} } \right) = \overrightarrow {AC} + \overrightarrow {AA} = \overrightarrow {AC} \].
Do đó \[\left| {\overrightarrow b } \right| = \left| {\overrightarrow {AC} } \right|\].
Áp dụng định lí Pythagore vào tam giác ADC có:
AC2 = AD2 + DC2
\[ \Rightarrow \] AC2 = 12 + 12
\[ \Rightarrow \] AC2 = 2
\[ \Rightarrow \] AC = \[\sqrt 2 \] (do AC là độ dài đoạn thẳng)
Suy ra \[\left| {\overrightarrow b } \right| = \left| {\overrightarrow {AC} } \right| = \sqrt 2 \].
Vậy \[\left| {\overrightarrow b } \right| = \sqrt 2 \left| {\overrightarrow a } \right|\].