DANH MỤC TÀI LIỆU
Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Hình học 9 - Hệ thức lượng trong tam giác vuông
CHƯƠNG 1- HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC VUÔNG
Hệ thức về cạnh và đường cao
KIẾN THỨC CƠ BẢN
Khi giải các bài toán liên quan đến cạnh và đường cao trong
tam giác vuông, ngoài việc nắm vững các kiến thức về định
lý Talet, về các trường hợp đồng dạng của tam giác, cần
phải nắm vững các kiến thức sau:
Tam giác
ABC
vuông tại
A
, đường cao
AH
, ta có:
1)
2 2 2
a b c= +
.
2)
2 2
. '; . 'b ab c ac= =
3)
2'. 'h b c=
4)
. .ah bc=
.
5)
.
6)
2
2
'b b
aa
=
.
Chú ý: Diện tích tam giác vuông:
1
2
S ab=
Ví dụ 1. Cho tam giác
ABC
vuông tại
A
, đường cao
AH
.
Biết
: 3: 4AB AC =
21AB AC cm+ =
.
a) Tính các cạnh của tam giác
ABC
.
b) Tính độ dài các đoạn
, ,AH BH CH
.
b'
c'
h
c
b
a
H
C
B
A
Giải:
a). Theo giả thiết:
: 3: 4AB AC =
,
suy ra
3
3 4 3 4
AB AC AB AC+
= = =
+
. Do đó
3.3 9AB = =
( )
cm
;
( )
3.4 12AC cm= =
.
Tam giác
ABC
vuông tại
A
, theo định lý Pythagore ta có:
2 2 2 2 2
9 12 225BC AB AC= + = + =
, suy ra
15BC cm=
.
b) Tam giác
ABC
vuông tại
A
, ta có
. .AH BC AB AC=
, suy ra
( )
. 9.12 7,2
15
AB AC
AH cm
BC
= = =
.
2
.AH BH HC=
. Đặt
( )
0 9BH x x= < <
thì
15HC x= -
, ta có:
( ) ( ) ( ) ( )
22
7,2 15 15 51,84 0 5,4 9,6 5,4 0x x x x x x x= - Û - + = Û - = - =
( ) ( )
5,4 9,6 0 5,4x x xÛ - - = Û =
hoặc
9,6x=
(loại)
Vậy
5,4BH cm=
. Từ đó
( )
9,6HC BC BH cm= - =
.
Chú ý: Có thể tính
BH
như sau:
2
.AB BH BC=
suy ra
( )
2 2
95,4
15
AB
BH cm
BC
= = =
.
Ví dụ 2: Cho tam giác cân
ABC
có đáy
2BC a=
, cạnh bên
bằng
( )
b b a>
.
a) Tính diện tích tam giác
ABC
b) Dựng
BK AC^
. Tính tỷ số
AK
AC
.
A
B
C
H
Giải:
a). Gọi
H
là trung điểm của
BC
. Theo định lý Pitago ta có:
2 2 2 2 2
AH AC HC b a= - = -
Suy ra
2 2
1 1
.
2 2
ABC
S BC AH a b a= = -
2 2
AH b aÞ = -
b). Ta có
1 1
. .
2 2
ABC
BC AH BK AC S= =
Suy ra
2 2
. 2BC AH a
BK b a
AC b
= = -
. Áp dụng định lý Pitago
trong tam giác vuông
AKB
ta có:
( ) ( )
2
2 2
2
2 2 2 2 2 2
2 2
2
4b a
a
AK AB BK b b a
b b
-
= - = - - =
. Suy ra
2 2
2b a
AK b
-
=
do đó
2 2
2
2b a
AK
AC b
-
=
.
Ví dụ 3: Cho tam giác
ABC
với các đỉnh
, ,A B C
và các cạnh
đối diện với các đỉnh tương ứng là:
, ,a b c
.
a) Tính diện tích tam giác
ABC
theo
a
b) Chứng minh:
2 2 2
4 3a b c S+ + ³
Giải:
a). Ta giả sử góc
A
là góc lớn nhất của tam giác
,ABC B CÞ
là các góc nhọn. Suy ra chân
K
H
C
B
A
H
C
B
A
đường cao hạ từ
A
lên
BC
là điểm
H
thuộc cạnh
BC
.
Ta có:
BC BH HC= +
. Áp dụng định lý
Pi ta go cho các tam giác vuông
,AHB AHC
ta có:
2 2 2 2 2 2
,AB AH HB AC AH HC= + = +
Trừ hai đẳng thức trên ta có:
( ) ( ) ( )
2 2 2 2
.c b HB HC HB HC HB HC a HB HC- = - = + - = -
2 2
c b
HB HC a
-
Þ - =
ta cũng có:
2 2 2
2
a c b
HB HC a BH a
+ -
+ = Þ =
. Áp dụng định lý Pitago cho
tam giác vuông
2
2 2 2 2 2 2 2 2 2
2 2
2 2 2
a c b a c b a c b
AHB AH c c c
a a a
æ ö æ öæ ö
+ - + - + -
÷ ÷ ÷
ç ç ç
÷ ÷ ÷
Þ = - = - +
ç ç ç
÷ ÷ ÷
ç ç ç
÷ ÷ ÷
ç ç ç
è ø è øè ø
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
2 2
2 2
2
.
2 2 4
a c b b a c a b c a c b b a c b c a
a a a
é ùé ù
+ - - - + + + - + - + -
ê úê ú
ê úê ú
= =
ê úê ú
ê úê ú
ë ûë û
Đặt
2p a b c= + +
thì
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
2
2
16 2
4
p p a p b p c
p p a p b p c
AH AH a
a
- - -
- - -
= Þ =
.
Từ đó tính được
( ) ( ) ( )
1.
2
S BC AH p p a p b p c= = - - -
b). Từ câu
)a
ta có:
( ) ( ) ( )
S p p a p b p c= - - -
. Áp dụng bất
đẳng thức Cô si ta có:
( ) ( ) ( )
33
3 27
p a p b p c p
p a p b p c æ ö
- + - + - ÷
ç÷
- - - £ =
ç÷
ç÷
ç
è ø
. Suy ra
3 2
.27 3 3
p p
S p£ =
. Hay
( )
2
12 3
a b c
S+ +
£
. Mặt khác ta dễ chứng
minh được:
( )
( )
2222
3a b c a b c+ + £ + +
suy ra
( )
2 2 2
2 2 2
34 3
12 3
a b c
S a b c S
+ +
£ Û + + ³
Dấu bằng xảy ra hki và chỉ khi tam giác
ABC
đều.
Ví dụ 4. Cho tam giác nhọn
ABC
đường cao
CK
;
H
là trực
tâm của tam giác. Gọi
M
là một điểm trên
CK
sao cho
·
0
90AMB =
.
1 2
, ,S S S
theo thứ tự là diện tích các tam giác
,AMB ABC
ABH
. Chứng minh rằng
1 2
.S S S=
.
Giải:
Tam giác
AMB
vuông tại
M
MK AB^
nên
2
.MK AK BK=
(1).
AHK CBKD D:
vì có
·
·
0
90AKH CKB= =
;
·
·
KAH KCB=
(cùng phụ với
·
ABC
). Suy ra
AK HK
CK BK
=
, do đó
. .AK KB CK KH=
(2)
Từ (1) và (2) suy ra
2
.MK CK HK=
nên
.MK CK HK=
;
D
K
M
H
C
B
A
1 2
1 1 1 1
. . . . . . .
2 2 2 2
AMB
S AB MK AB CK HK AB CK AB HK S S= = = =
.
Vậy
1 2
.S S S=
.
Ví dụ 5. Cho hình thang
ABCD
µ
µ
µ
0 0
90 , 60 , 30 ,A D B CD cmCA CB= = = = ^
. Tính diện tích của
hình thang.
Giải:
Ta có
·
·
0
60CAD ABC= =
(cùng phụ với
·
CAB
), vì thế trong
tam giác vuông
ACD
ta có
2AC AD=
.
Theo định lý Pythagore thì:
2 2 2
AC AD DC= +
hay
( )
22 2
2 30AD AD= +
Suy ra
2 2
3 900 300AD AD= Û =
nên
10 3AD =
( )
cm
.
Kẻ
CH AB^
. Tứ giác
AHCD
là hình chữ nhật vì có
µ
µ
µ
0
90A D H= = =
, suy ra
( )
30 ; 10 3AH CD cmCH AD cm= = = =
.
Tam giác
ACB
vuông tại
C
, ta có:
2
.CH HA HB=
, suy ra
( )
( )
2
2
10 3 300 10
30 30
CH
HB cm
HA
= = = =
, do đó
( )
30 10 40AB AH HB cm= + = + =
.
( ) ( )
( )
2
1 1.10 3. 40 30 350 3
2 2
ABCD
S CH AB CD cm= + + =
.
Vậy diện tích hình thang
ABCD
bằng
2
350 3cm
.
thông tin tài liệu
Hệ thức lượng trong tam giác vuông là một chuyên đề quan trọng trong chương trình hình học. Ở đây là tổng hợp các kiến thức và ví dụ minh họa chuyên đề Hệ thức lượng trong tam giác vuông
Mở rộng để xem thêm
xem nhiều trong tuần
yêu cầu tài liệu
Giúp bạn tìm tài liệu chưa có

LÝ THUYẾT TOÁN


×