Giải bài 5 trang 103

Cho a, b là hai vectơ khác vectơ 0. Trong trường hợp nào thì đẳng thức sau đúng?

Đề bài

Cho $\vec{a}, \vec{b}$ là hai vectơ khác vectơ $\vec{0}$ . Trong trường hợp nào thì đẳng thức sau đúng?

a) $| \vec{a} + \vec{b} | = | \vec{a} | + | \vec{b} |$ ;

b) $| \vec{a} + \vec{b} | = | \vec{a} - \vec{b} |$ .

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Sử dụng tính chất ${\vec{a}}^{2} = {| \vec{a} |}^{2}$

Lời giải chi tiết

a) $| \vec{a} + \vec{b} | = | \vec{a} | + | \vec{b} | \Leftrightarrow {| \vec{a} + \vec{b} |}^{2} = {(| \vec{a} | + | \vec{b} |)}^{2}$

$\Leftrightarrow {(\vec{a} + \vec{b})}^{2} = {(| \vec{a} | + | \vec{b} |)}^{2} \Leftrightarrow {(\vec{a})}^{2} + 2 \vec{a} . \vec{b} + {(\vec{b})}^{2} = {| \vec{a} |}^{2} + 2. | \vec{a} | . | \vec{b} | + {| \vec{b} |}^{2}$

$\Leftrightarrow {| \vec{a} |}^{2} + 2 \vec{a} . \vec{b} + {| \vec{b} |}^{2} = {| \vec{a} |}^{2} + 2. | \vec{a} | . | \vec{b} | + {| \vec{b} |}^{2}$

$\Leftrightarrow 2 \vec{a} . \vec{b} = 2 | \vec{a} | . | \vec{b} |$

$\Leftrightarrow 2 | \vec{a} | . | \vec{b} | \cos (\vec{a}, \vec{b}) = 2 | \vec{a} | . | \vec{b} |$

$\Leftrightarrow \cos (\vec{a}, \vec{b}) = 1 \Leftrightarrow (\vec{a}, \vec{b}) = 0^{\circ}$

Vậy $| \vec{a} + \vec{b} | = | \vec{a} | + | \vec{b} | \Leftrightarrow \vec{a}, \vec{b}$ cùng hướng.

b) $| \vec{a} + \vec{b} | = | \vec{a} - \vec{b} | \Leftrightarrow {| \vec{a} + \vec{b} |}^{2} = {| \vec{a} - \vec{b} |}^{2}$

$\Leftrightarrow {(\vec{a} + \vec{b})}^{2} = {(\vec{a} - \vec{b})}^{2}$

$\Leftrightarrow {(\vec{a})}^{2} + 2 \vec{a} . \vec{b} + {(\vec{b})}^{2} = {(\vec{a})}^{2} - 2 \vec{a} . \vec{b} + {(\vec{b})}^{2}$

$\Leftrightarrow 2 \vec{a} . \vec{b} = - 2 \vec{a} . \vec{b} \Leftrightarrow 4 \vec{a} . \vec{b} = 0$

$\Leftrightarrow \vec{a} . \vec{b} = 0 \Leftrightarrow (\vec{a}, \vec{b}) = 90^{\circ}$

Vậy $| \vec{a} + \vec{b} | = | \vec{a} - \vec{b} | \Leftrightarrow \vec{a}, \vec{b}$ vuông góc với nhau.