Giải Luyện tập 8 trang 55 SGK Toán 12
Đề bài
Trong Ví dụ 8, gọi $I$ là điểm thuộc đoạn thẳng $AG$ sao cho $\overrightarrow{AI} = 3\overrightarrow{IG}$ (H.2.19). Chứng minh rằng
$\overrightarrow{IA} + \overrightarrow{IB} + \overrightarrow{IC} + \overrightarrow{ID} = \vec{0}$.
Mô tả hình bằng lời
Hình 2.19: Tứ diện $ABCD$ với đỉnh $A$ ở trên, đáy $BCD$. $G$ là trọng tâm tam giác $BCD$. $I$ là điểm nằm trên đoạn $AG$ (giữa $A$ và $G$). Đoạn $AG$ được vẽ nét đứt màu đỏ đi từ $A$ xuống $G$.
Lời giải
Trong Ví dụ 8, $G$ là trọng tâm tam giác $BCD$ nên ta có tính chất quen thuộc:
$$\overrightarrow{GB} + \overrightarrow{GC} + \overrightarrow{GD} = \vec{0}.$$
Bước 1. Vì $I$ thuộc đoạn $AG$ và $\overrightarrow{AI} = 3\overrightarrow{IG}$ nên
$$\overrightarrow{IA} = -\overrightarrow{AI} = -3\overrightarrow{IG}.$$
Bước 2. Áp dụng quy tắc ba điểm để chèn điểm $G$ vào các vectơ $\overrightarrow{IB},\ \overrightarrow{IC},\ \overrightarrow{ID}$:
$$\overrightarrow{IB} = \overrightarrow{IG} + \overrightarrow{GB},\quad \overrightarrow{IC} = \overrightarrow{IG} + \overrightarrow{GC},\quad \overrightarrow{ID} = \overrightarrow{IG} + \overrightarrow{GD}.$$
Cộng ba đẳng thức trên:
$$\overrightarrow{IB} + \overrightarrow{IC} + \overrightarrow{ID} = 3\overrightarrow{IG} + \left(\overrightarrow{GB} + \overrightarrow{GC} + \overrightarrow{GD}\right) = 3\overrightarrow{IG} + \vec{0} = 3\overrightarrow{IG}.$$
Bước 3. Cộng thêm $\overrightarrow{IA}$ ở Bước 1:
$$\overrightarrow{IA} + \overrightarrow{IB} + \overrightarrow{IC} + \overrightarrow{ID} = -3\overrightarrow{IG} + 3\overrightarrow{IG} = \vec{0}.$$
Vậy $\overrightarrow{IA} + \overrightarrow{IB} + \overrightarrow{IC} + \overrightarrow{ID} = \vec{0}$ (đpcm).
*Nhận xét:* Điểm $I$ chính là trọng tâm của tứ diện $ABCD$.
Đáp số
Lời giải do Thư viện nhà trường biên soạn, giải và kiểm chéo độc lập theo SGK 2026-2027.
