Sách giáo khoa Toán 12 Tập một

Giải Bài 2.11 trang 60 SGK Toán 12

Bài 6. Vectơ trong không gian   Đã kiểm chéo

Đề bài

Trong không gian, cho hai vectơ $\vec{a}$ và $\vec{b}$ cùng có độ dài bằng 1. Biết rằng góc giữa hai vectơ đó là $45^\circ$, hãy tính:
a) $\vec{a} \cdot \vec{b}$;
b) $(\vec{a} + 3\vec{b}) \cdot (\vec{a} - 2\vec{b})$;
c) $(\vec{a} + \vec{b})^2$.

Lời giải

Dữ kiện: $|\vec{a}| = |\vec{b}| = 1$ và $(\vec{a}, \vec{b}) = 45^\circ$.

a) Theo định nghĩa tích vô hướng:
$$\vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}| \cdot |\vec{b}| \cdot \cos(\vec{a}, \vec{b}) = 1 \cdot 1 \cdot \cos 45^\circ = \frac{\sqrt{2}}{2}.$$

b) Khai triển tích theo tính chất phân phối, chú ý $\vec{a}^2 = |\vec{a}|^2 = 1$, $\vec{b}^2 = |\vec{b}|^2 = 1$ và $\vec{b} \cdot \vec{a} = \vec{a} \cdot \vec{b} = \dfrac{\sqrt{2}}{2}$:
$$(\vec{a} + 3\vec{b}) \cdot (\vec{a} - 2\vec{b}) = \vec{a}^2 - 2\,\vec{a}\cdot\vec{b} + 3\,\vec{b}\cdot\vec{a} - 6\,\vec{b}^2$$
$$= |\vec{a}|^2 + \vec{a}\cdot\vec{b} - 6|\vec{b}|^2 = 1 + \frac{\sqrt{2}}{2} - 6 = \frac{\sqrt{2}}{2} - 5.$$

Giá trị gần đúng: $\dfrac{\sqrt{2}}{2} - 5 \approx -4{,}29$.

c) Dùng hằng đẳng thức bình phương của tổng hai vectơ:
$$(\vec{a} + \vec{b})^2 = \vec{a}^2 + 2\,\vec{a}\cdot\vec{b} + \vec{b}^2 = |\vec{a}|^2 + 2\,\vec{a}\cdot\vec{b} + |\vec{b}|^2$$
$$= 1 + 2 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} + 1 = 2 + \sqrt{2}.$$

Giá trị gần đúng: $2 + \sqrt{2} \approx 3{,}41$.

Đáp số

$\dfrac{\sqrt{2}}{2} \approx 0{,}71$$\dfrac{\sqrt{2}}{2} - 5 \approx -4{,}29$$2 + \sqrt{2} \approx 3{,}41$

Lời giải do Thư viện nhà trường biên soạn, giải và kiểm chéo độc lập theo SGK 2026-2027.