Câu 5 trang 91 SGK Hình học 11 Nâng cao

Câu hỏi: Trong không gian cho tam giác ABC.

Câu a​

Chứng minh rằng nếu điểm M thuộc mp(ABC) thì có ba số x, y, z mà x + y + z = 1 sao cho \(\overrightarrow {OM}  = \overrightarrow {xOA}  + \overrightarrow {yOB}  + \overrightarrow {zOC} \) với mọi điểm O.
Giải chi tiết:
Vì \(\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} \) là hai vecto không cùng phương nên điểm M thuộc mp(ABC) khi và chỉ khi có \(\overrightarrow {AM}  = l\overrightarrow {AB}  + m\overrightarrow {AC} \)
hay \(\overrightarrow {OM}  - \overrightarrow {OA}  = l\left( {\overrightarrow {OB}  - \overrightarrow {OA} } \right) + m\left({\overrightarrow {OC}  - \overrightarrow {OA} } \right)\) với mọi điểm O
tức là \(\overrightarrow {OM}  = \left( {1 - l - m} \right)\overrightarrow {OA}  + l\overrightarrow {OB}  + m\overrightarrow {OC} \)
đặt \(1 - l - m = x, l = y, m = z\) thì \(\overrightarrow {OM}  = x\overrightarrow {OA}  + y\overrightarrow {OB}  + z\overrightarrow {OC} \) với \(x + y + z = 1.\)

Câu b​

Ngược lại, nếu có một điểm O trong không gian saao cho \(\overrightarrow {OM}  = \overrightarrow {xOA}  + \overrightarrow {yOB}  + \overrightarrow {zOC} ,\) trong đó x + y + z = 1 thì điểm M thuộc mp(ABC).
Giải chi tiết:
Giả sử \(\overrightarrow {OM}  = x\overrightarrow {OA}  + y\overrightarrow {OB}  + z\overrightarrow {OC} \) với \(x + y + z = 1,\) ta có :
\(\eqalign{  & \overrightarrow {OM}  = \left( {1 - y - z} \right)\overrightarrow {OA}  + y\overrightarrow {OB}  + z\overrightarrow {OC}   \cr  & hay \overrightarrow {OM}  - \overrightarrow {OA}  = y\overrightarrow {AB}  + z\overrightarrow {AC}   \cr  & \text{ tức là }\overrightarrow {AM}  = y\overrightarrow {AB}  + z\overrightarrow {AC}  \cr} \)
Mà \(\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} \) không cùng phương nên M thuộc mặt phẳng (ABC)