Dạng 2. Chứng minh đẳng thức về tích vô hướng, chứng minh hai đường thẳng vuông góc
Phương pháp:
- Biến đổi từ biểu thức vế này sang vế kia.
- Chứng minh hai biểu thức cùng bằng một biểu thức trung gian.
- Sử dụng các tính chất của phép toán vectơ, tính chất của tích vô hướng.
- Tách vectơ, biến đổi về các tích vô hướng khác.
- Hai đường thẳng $ a $ và $ b $ vuông góc khi và chỉ khi $ u.v=0 $, trong đó $ u\neq 0,v\neq 0 $, giá của vectơ $ u $ song song hoặc trùng với đường thẳng $ a $ và giá của vectơ $ v $ song song hoặc trùng với đường thẳng $ b $.
Bài tự luận Tích vô hướng của hai vectơ · Bài 24
(CD10) Cho tam giác $ABC$ có $AB=2,AC=3$, $\widehat{BAC}=60^{\circ}$. Gọi $M$ là trung điểm của đoạn thẳng $BC$. Điểm $D$ thuộc cạnh $AC$ thoả mãn $AD=\frac7{12}AC$.
Chứng minh $AM\perp BD$.
Xem lời giải
Lời giải
Ta có: $\overrightarrow{AM}=\frac12(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC})$, $\overrightarrow{BD}=\overrightarrow{AD}-\overrightarrow{AB}=\frac7{12}\overrightarrow{AC}-\overrightarrow{AB}$.
$\Rightarrow\overrightarrow{AM}\cdot\overrightarrow{BD}=\frac12(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC})\cdot\left(\frac7{12}\overrightarrow{AC}-\overrightarrow{AB}\right)$
$=\frac12\left(\frac7{12}\overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{AC}+\frac7{12}\overrightarrow{AC}^2-\overrightarrow{AB}^2-\overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{AC}\right)$
$=\frac12\left(\frac7{12}\cdot2\cdot3\cdot\frac12+\frac7{12}\cdot3^2-2^2-2\cdot3\cdot\frac12\right)=\frac12(7-4-3)=0$.
Vậy $AM\perp BD$.