BÀI 1. VECTƠ VÀ CÁC PHÉP TOÁN TRONG KHÔNG GIAN
CÁC VÍ DỤ MINH HỌA
Cho hình hộp $ABCD.A'B'C'D'$. Xác định các cặp vectơ sau: cùng phương, cùng hướng, ngược hướng, bằng nhau, đối nhau.
Lời giải:
- Cùng phương: $\vec{AB}$ và $\vec{A'B'}$
- Cùng hướng: $\vec{AB}$ và $\vec{CD}$
- Ngược hướng: $\vec{AB}$ và $\vec{BA}$
- Bằng nhau: $\vec{AB} = \vec{A'B'}$
- Đối nhau: $\vec{AB} = -\vec{BA}$
Dùng quy tắc hình hộp để xác định tổng $\vec{AC} + \vec{AD}$ trong hình hộp $ABCD.A'B'C'D'$.
Lời giải: Di chuyển các vectơ theo quy tắc hình hộp, tổng $\vec{AC} + \vec{AD} = \vec{AE}$ (điểm E xác định theo hình hộp).
Cho vectơ $\vec{u}$, hãy biểu diễn vectơ $2\vec{u}$ và $-0.5\vec{u}$ trong không gian.
Lời giải: Vectơ $2\vec{u}$ cùng phương, cùng hướng, độ dài gấp 2. Vectơ $-0.5\vec{u}$ cùng phương, ngược hướng, độ dài bằng nửa.
Cho hai vectơ $\vec{a}$ và $\vec{b}$ trong không gian. Xác định góc giữa chúng.
Lời giải: Dùng định nghĩa góc giữa hai vectơ: $\cos\theta = \dfrac{\vec{a}\cdot\vec{b}}{|\vec{a}||\vec{b}|}$. Trong hình minh họa, góc $\theta$ được biểu diễn trực quan.
Tính tích vô hướng $\vec{a}\cdot\vec{b}$ của hai vectơ trong không gian.
Lời giải: $\vec{a}\cdot\vec{b} = |\vec{a}||\vec{b}|\cos\theta$. Trong hình minh họa, chiếu $\vec{a}$ lên $\vec{b}$ để thấy trực quan giá trị tích vô hướng.
Ứng dụng quy tắc hình hộp: hai lực $\vec{F_1}$ và $\vec{F_2}$ tác dụng tại cùng điểm, xác định lực tổng $\vec{R}$.
Lời giải: Vẽ hai vectơ lực từ cùng gốc, dựng hình hộp → vectơ chéo là lực tổng $\vec{R}$.
Ứng dụng tích vô hướng: một vật chịu lực $\vec{F}$ đi theo đoạn đường $\vec{AB}$. Tính công $W = \vec{F}\cdot \vec{AB}$.
Lời giải: Chiếu lực $\vec{F}$ lên hướng chuyển động $\vec{AB}$, độ dài chiếu nhân với $|\vec{AB}|$ → công $W = \vec{F}\cdot \vec{AB}$.
