Câu 1:

Vì \(\overrightarrow{BA}\uparrow\uparrow\overrightarrow{CD}\) và \(BA=\frac{1}{3}CD\Rightarrow \overrightarrow{BA}=\frac{1}{3}\overrightarrow{CD}\)

Để $B,M,D$ thẳng hàng \(\Leftrightarrow \exists k\in\mathbb{R}|\overrightarrow{BM}=k\overrightarrow{MD}\)

\(\Leftrightarrow \overrightarrow{BA}+\overrightarrow{AM}=k\overrightarrow{MD}\)

\(\Leftrightarrow \frac{1}{3}\overrightarrow{CD}+x\overrightarrow{MC}=k\overrightarrow{MD}\)

\(\Leftrightarrow \frac{1}{3}(\overrightarrow{MC}+\overrightarrow{CD})+(x-\frac{1}{3})\overrightarrow{MC}=k\overrightarrow{MD}\)

\(\Leftrightarrow \frac{1}{3}\overrightarrow{MD}+(x-\frac{1}{3})\overrightarrow{MC}=k\overrightarrow{MD}\)

\(\Leftrightarrow (x-\frac{1}{3})\overrightarrow{MC}=(k-\frac{1}{3})\overrightarrow{MD}\)

Vì \(\overrightarrow{MC}; \overrightarrow{MD}\) không phải 2 vecto cùng phương nên điều trên chỉ xảy ra khi \(x-\frac{1}{3}=k-\frac{1}{3}=0\Rightarrow x=\frac{1}{3}\)

Bài 2:
Lấy điểm $I(a,b)$ sao cho \(\overrightarrow{IA}-2\overrightarrow{IB}+3\overrightarrow{IC}=\overrightarrow{0}\)

\(\Leftrightarrow (1-a, 1-b)-2(4-a, 3-b)+3(2-a, -2-b)=(0,0)\)

\(\Leftrightarrow (-1-2a,-11-2b)=(0,0)\Rightarrow a=-\frac{1}{2}; b=\frac{-11}{2}\)

Vậy \(I(-\frac{1}{2}; -\frac{11}{2})\)

Ta có:

\(|\overrightarrow{MA}-2\overrightarrow{MB}+3\overrightarrow{MC}|=|\overrightarrow{MI}+\overrightarrow{IA}-2(\overrightarrow{MI}+\overrightarrow{IB})+3(\overrightarrow{MI}+\overrightarrow{IC})|\)

\(|2\overrightarrow{MI}+(\overrightarrow{IA}-2\overrightarrow{IB}+3\overrightarrow{IC})|=2|\overrightarrow{MI}|\)

Để \(|\overrightarrow{MA}-2\overrightarrow{MB}+3\overrightarrow{MC}|\) min thì \(|\overrightarrow{MI}|\) min. Điều này xảy ra khi $M$ là hình chiếu của $I$ trên $Ox$

Do đó \(M=(-\frac{1}{2};0)\)

Bài 3:

Lấy điểm $B'$ đối xứng với $B$ qua trục Ox thì \(B'(-1;-1)\)

Ta có: \(MA+MB=MA+MB'\geq AB'=\sqrt{(3--1)^2+(4--1)^2}=\sqrt{41}\)

Dấu "=" xảy ra khi \(M,A,B'\) thẳng hàng hay $M$ là giao điểm của $AB'$ với trục $Ox$

Dễ viết được PTĐT $AB'$ là \(y=\frac{5}{4}x+\frac{1}{4}\)

Điểm \(M\in (AB')\) có $y_M=0$ nên \(x_M=\frac{-1}{5}\)

Vậy \(M(\frac{-1}{5};0)\)

M thuộc d nên: \(a-2b-2=0\Rightarrow2b=a-2\)

\(\left\{{}\begin{matrix}\overrightarrow{MA}=\left(-a;1-b\right)\\\overrightarrow{MB}=\left(3-a;4-b\right)\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow\overrightarrow{MA}+\overrightarrow{MB}=\left(3-2a;5-2b\right)=\left(3-2a;9-2a\right)\)

Đặt \(T=\left|\overrightarrow{MA}+\overrightarrow{MB}\right|=\sqrt{\left(3-2a\right)^2+\left(9-2a\right)^2}=\sqrt{8a^2-48a+90}=\sqrt{8\left(a-3\right)^2+18}\ge\sqrt{18}\)

Dấu "=" xảy ra khi \(a-3=0\Leftrightarrow a=3\Rightarrow b=\dfrac{1}{2}\)

a.

Gọi G là trọng tâm tam giác ABC \(\Rightarrow\overrightarrow{GA}+\overrightarrow{GB}+\overrightarrow{GC}=\overrightarrow{0}\)

\(\Rightarrow T=\left|\overrightarrow{MA}+\overrightarrow{MB}+\overrightarrow{MC}\right|=\left|\overrightarrow{MG}+\overrightarrow{GA}+\overrightarrow{MG}+\overrightarrow{GB}+\overrightarrow{MG}+\overrightarrow{GC}\right|\)

\(=\left|3\overrightarrow{MG}\right|=3\left|\overrightarrow{MG}\right|\)

\(\Rightarrow T_{min}\) khi và chỉ khi \(MG_{min}\Rightarrow MG=0\) hay M trùng G

Theo công thức trọng tâm: \(\left\{{}\begin{matrix}x_M=\dfrac{2-1+6}{3}=\dfrac{7}{3}\\y_M=\dfrac{3-1+0}{3}=\dfrac{2}{3}\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow M\left(\dfrac{7}{3};\dfrac{2}{3}\right)\)

b.

Tương tự câu a, ta có \(T=3\left|\overrightarrow{MG}\right|\) đạt min  khi MG đạt min

\(\Rightarrow\) M là hình chiếu vuông góc của G lên Ox

Mà \(G\left(\dfrac{7}{3};\dfrac{2}{3}\right)\Rightarrow M\left(\dfrac{7}{3};0\right)\)

c.

Do M thuộc Ox nên tọa độ có dạng: \(M\left(m;0\right)\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}\overrightarrow{MA}=\left(2-m;3\right)\\\overrightarrow{MB}=\left(-1-m;-1\right)\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\overrightarrow{u}=\left(3m+6;7\right)\)

\(\Rightarrow\left|\overrightarrow{u}\right|=\sqrt{\left(3m+6\right)^2+7^2}\ge\sqrt{0+7^2}=7\)

Dấu "=" xảy ra khi \(3m+6=0\Rightarrow m=-2\)

\(\Rightarrow M\left(-2;0\right)\)