Hệ thức lượng trong tam giác vuông – Lương Anh Nhật
Tài liệu gồm 31 trang, được biên soạn bởi thầy giáo Lương Anh Nhật, trình bày lý thuyết, các ví dụ minh họa và bài tập chuyên đề hệ thức lượng trong tam giác vuông (Toán 9 phần Hình học). Mời bạn đọc đón xem.
Chủ đề: Chương 1: Hệ thức lượng trong tam giác vuông
Môn: Toán 9
Thông tin:
Tác giả:
Preview text:
GV. LƯƠNG ANH NHẬT CHƯƠNG
HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC VUÔNG A B H K D I C
VỮNG KIẾN THỨC – NHẠY TƯ DUY 1 GV. LƯƠNG ANH NHẬT
HÌNH HỌC 9 – CHƯƠNG I. HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC VUÔNG
CHƯƠNG I HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC VUÔNG
BÀI 1: MỘT SỐ HỆ THỨC VỀ CẠNH VÀ ĐƯỜNG CAO TRONG TAM GIÁC VUÔNG I. Đặt vấn đề
Cho tam giác ABC vuông ở A có AH là đường cao. Chứng minh a) 2
AB = BH.BC , 2
AC = CH.CB . b) A .
B AC = AH.BC . c) 2
AH = BH.CH . 1 1 1 d) = + . 2 2 2 AH AB AC Giải A C B H
a) Xét hai tam giác vuông ABH và CBA có ABH chung nên A BH ∽ C BA (g.g) AB BH Suy ra 2 =
AB = BH.BC BC AB Tương tự, cũng có 2
AC = CH.CB b) Vì H BA∽ A BC (cmt) AH AB nên = A .
B AC = AH.BC AC BC
c) Xét hai tam giác vuông ABH và CHA có HAB = ACH (cùng phụ ABC ) Nên A HB∽ C HA (g.g) AH BH Suy ra 2 =
AH = BH.CH CH AH 2 2 2 1 BC 1 BC AB + AC
d) Ta có AH.BC = A . B AC = = = 2 2 2 2 2 AH A . B AC AH AB .AC AB .AC 1 1 1 Vậy = + . 2 2 2 AH AB AC
HNT EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy – 1
Gv. Lương Anh Nhật – ĐT: 0968.373.054 HÌNH HỌC 9
II. Một số hệ thức về cạnh và đường cao trong tam giác
Từ kết quả của phần trên, ta suy ra
• Định lý 1: Trong một tam giác vuông, bình phương của cạnh góc vuông bằng tích của
cạnh huyền và hình chiếu của cạnh góc vuông đó trên cạnh huyền.
• Định lý 2: Trong một tam giác vuông, tích hai cạnh góc vuông bằng cạnh huyền nhân với
đường cao tương ứng của cạnh huyền đó.
• Định lý 3: Trong một tam giác vuông, bình phương đường cao ứng với cạnh huyền bằng
tích hình chiếu của hai cạnh góc vuông trên cạnh huyền.
• Định lý 4: Trong một tam giác vuông, nghịch đảo bình phương đường cao bằng tổng
nghịch đảo bình phương của hai cạnh góc vuông.
Ta dùng các kết quả nêu trên như là một công thức và được phép sử dụng.
Ví dụ 1: Cho tam giác ABC vuông ở A có đường cao AH. Biết BH = 12, 5 cm, và CH = 72 cm. Tính AH, AB và AC. Giải
Ta có BC = BH + CH = 12, 5 + 72 = 84, 5 Lại có 2
AH = BH.CH = 12, 5.72 = 900 AH = 30 cm 2
AB = BH.BC = 12, 5.84, 5 = 1056, 25 AB = 32, 5 cm 2
AC = CH.CB = 72.84, 5 = 6084 AC = 78 cm
Ví dụ 2: Cho tam giác ABC vuông tại A có AH là đường cao. Biết AC = 40 cm , AH = 24 cm . Tính
AB, BC, BH và CH. Giải A B Ta có 2 2 2 2
CH = AC − AH = 40 − 24 = 32 cm 2 2 2 AC 40
AC = CH.CB CB = = = 50 cm CH 32 2 2 2 2
AB = BC − AC = 50 − 40 = 30 cm 2 2 H 2 AB 30
AB = BH.BC BH = = = 18 cm BC 50 D C
Ví dụ 3: Cho hình chữ nhật ABCD, qua A kẻ đường thẳng vuông góc với BD tại H. Biết
AB = 20 cm , AH = 12 cm . Tính các cạnh còn lại và đường chéo của hình chữ nhật ABCD. Giải
2 – EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy
HÌNH HỌC 9 – CHƯƠNG I. HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC VUÔNG Ta có 2 2 2 2
HB = AB − AH = 20 − 12 = 14 cm 2 2 AB Áp dụng 2 20 200
AB = BH.BD BD = = = cm BH 14 7 200 12. AH.BD 120 A .
D AB = AH.BD 7 AD = = = cm AB 20 7
Ví dụ 4: Cho tam giác ABC vuông tại A, có đường cao AH. Biết AB = 15 cm , BH = 9 cm . Tính
diện tích tam giác ABC. Giải 2 2 AB Ta có 2 15
AB = BH.BC BC = =
= 25 cm CH = BC − BH = 25 − 9 = 16 cm BH 9 Khi đó 2 AH = B .
H CH = 9.16 AH = 9.16 = 12 cm 1 1
Diện tích tam giác ABC là 2 S
= AH.BC = 12.25 = 150 cm ABC 2 2
Ví dụ 5: Cho tam giác ABC vuông ở A có AH là đường cao, phân giác AD. Biết BD = 15 cm ,
DC = 20 cm . Tính độ dài AD. Giải A C B H D
Ta có AD là đường phân giác của tam giác ABC AB BD 15 3 Suy ra = = = AC CD 20 4 3
Đặt AB = x AC = x với x 0 4
Lại có BC = BD + CD = 35 cm
Áp dụng định lý Pytago, ta có 2 2 2 2 2 3 2 25 2 2 2
AB + AC = BC x + x = 35
x = 35 x = 784 x = 28 4 16
HNT EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy – 3
Gv. Lương Anh Nhật – ĐT: 0968.373.054 HÌNH HỌC 9
AB = 28 cm và AC = 21 cm 2 2 AB Áp dụng 2 28 112
AB = BH.BC BH = = = cm BC 35 5 112 37
HD = BH − BD = −15 = cm 5 5 A . B AC 28.21 84 Ta lại có A . H BC = A . B AC AH = = = cm BC 35 5 2 2 Khi đó 2 2 2 84 37
AD = AH + HD = + = 337 cm . 5 5
Ví dụ 6: Cho tam giác ABC nhọn, hai đường cao BD và CE cắt nhau tại H. Trên đoạn HB lấy điểm M sao cho 0
AMC = 90 và trên đoạn HC lấy N sao cho 0
ANB = 90 . Chứng minh a) A . D AC = A . E AB b) AM = AN Giải A D E H N M C B
a) Xét hai tam giác vuông ABD và ACE có BAC chung nên A BD ∽ A CE AB AD Suy ra = A . D AC = A . E AB AC AE
b) Xét tam giác vuông AMC có MD là đường cao nên 2 MA = A . D AC
xét tam giác vuông ANB có NE là đường cao nên 2 NA = A . E AB Mà A . D AC = A . E AB Do đó 2 2
MA = NA AM = AN .
Ví dụ 7: Cho tam giác ABC cân tại A, hai đường cao AH và BK. Chứng minh 1 1 1 a) = + b) 2 BC = 2C . K CA 2 2 2 BK BC 4AH
4 – EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy
HÌNH HỌC 9 – CHƯƠNG I. HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC VUÔNG Giải A K I C B H
a) Vẽ HI vuông góc AC tại I
Suy ra HI là đường trung bình của tam giác BCK 1 Nên HI = BK 2
Xét tam giác AHC vuông tại H có HI là đường cao 1 1 1 1 1 1 = + = + 2 2 2 2 2 2 HI HC AH AH BK BC 2 2 4 4 1 1 1 1 Suy ra = + = + 2 2 2 2 2 2 BK BC AH BK BC 4AH
b) Xét tam giác AHC có 2 2 2 BC CK BC CK 2
CH = CI.CA = .CA = .CA BC = 2CK.CA 2 2 4 2 Bài tập
1.1 Cho tam giác ABC vuông ở A có AH là đường cao. Biết AB = 13,6 cm , AC = 25, 5 cm . Tính AH, BH và CH.
1.2 Cho tam giác ABC vuông ở A có AH là đường cao. Biết AB = 15 cm , CH = 16 cm . Tính độ dài AC, BC và AH.
1.3 Cho tam giác ABC vuông ở A có AH là đường cao. Biết BC = 28,9 cm , AH = 12 cm . Tính độ dài AB và AC.
HNT EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy – 5
Gv. Lương Anh Nhật – ĐT: 0968.373.054 HÌNH HỌC 9
1.4 Cho tam giác ABC có đường cao AH, trung tuyến AM và AB = 5 cm , AC = 12 cm và
BC = 13 cm . Tính độ dài AM và AH. HB 9
1.5 Cho tam giác ABC vuông tại A có AH là đường cao. Biết rằng =
và AH = 48 cm . Tính HC 16
AB, AB và BC. AB 3
1.6 Cho tam giác ABC vuông ở A có AH là đường cao. Biết rằng =
và BC = 125 cm . Tính AC 4 độ dài AH.
1.7 Cho tam giác ABC vuông tại A. Gọi M là trung điểm của BC. Biết tam giác ABM là tam giác
đều và có cạnh bằng 3 cm.
a) Tính độ dài AC và AH.
b) Tính diện tích tam giác ABC.
1.8 Cho tam giác ABC cân tại A có AB = 5 cm , đường cao AH = 3 cm . Gọi M và N là trung
điểm của HC và AC. Tính độ dài AM và BN.
1.9* Cho tam giác ABC cân có AB = AC = 5 cm , BC = 6 cm , các đường cao AH và BK. Vẽ tia Bx
vuông góc AB tại B. Gọi M là giao điểm của tia Bx và tia AC. Tính diện tích tam giác ABM (làm
tròn đến chữ số thập phân thứ nhất).
1.10 Cho hình vuông ABCD. Một điểm bất kỳ trên cạnh BC. Đường thẳng AI cắt DC tại K. Chứng 1 1 minh +
không phụ thuộc vào vị trí của điểm I trên cạnh BC (I không tùng với B và C). 2 2 AI AK
1.11 Cho tam giác ABC vuông ở A có I là trung điểm AB. Kẻ IH vuông góc với BC tại H. Chứng 1 1 1 minh = + . 2 2 2 4IH AB AC
1.12 Cho hình thang ABCD vuông tại A và D, đường chéo AC và BD vuông góc nhau. Chứng 1 1 1 minh = + . 2 2 2 AD AC BD
1.13 Hình vuông ABCD có I thuộc cạnh BC (I khác B và C). Gọi K là giao điểm của hai đường 1 1 1
thẳng AI và DC. Chứng minh = + . 2 2 2 AB AI AK
1.14* Cho hình chữ nhật ABCD có AB = a, AD = b. Gọi H là hình chiếu của A trên BD và K, I lần
lượt là hình chiếu của H trên BC và CD. Chứng minh 2 HB a 3 a a) = b) HK = 2 HD b 2 2 a + b
6 – EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy
HÌNH HỌC 9 – CHƯƠNG I. HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC VUÔNG
1.15 Cho tam giác ABC vuông tại A và AB = a . Các đường trung tuyến AM và BN vuông góc
nhau. Tính AC và BC theo a.
1.16 Cho tam giác ABC vuông ở A có AH là đường cao. Vẽ HE ⊥ AB, HF ⊥ AC . Chứng minh
a) AEHF là hình chữ nhật. d) 3 AH = E . B B . C CF 3 AB BE b) A . E AB = A . D AC e) = 3 AC CF 3 2 BH BE c) E . A EB + F . A FC = H . B HC f) = 3 2 CH CF
HNT EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy – 7
Gv. Lương Anh Nhật – ĐT: 0968.373.054 HÌNH HỌC 9
BÀI 2: TỶ SỐ LƯỢNG GIÁC CỦA MỘT GÓC NHỌN
I. Khái niệm tỷ số lượng giác của một góc nhọn
_ Cho góc xOy = . Từ điểm A trên Ox (A khác O) vẽ AB ⊥ Oy tại B. x E C A α y O B D F
Bên cạnh đó, ta lấy thêm các điểm C và E trên Ox rồi lần lượt vẽ CD ⊥ Oy tại D và EF ⊥ Oy tại F. AB CD EF OB OD OF AB CD EF OB OD OF Ta thấy các tỷ số = = , = = , = = và = = OA OC OE OA OC OE OB OD OF AB CD EF
Việc ta lấy thêm các điểm C và E cũng giống như việc tịnh tiến hay còn gọi là thay đổi vị trí của A trên Ox AB OB AB OB
Như vậy, các tỷ sô ban đầu là , , và
không phụ thuộc vào vị trí của A trên Ox OA OA OB AB
mà chỉ phụ thuộc vào độ lớn của xOy . Ta gọi AB _ Tỷ số
là sin của góc và ký hiệu là sin . OA OB _ Tỷ số
là côsin của góc và ký hiệu là cos . OA AB _ Tỷ số
là tang của góc và ký hiệu là tan . OB OB _ Tỷ số
là côtang của góc và ký hiệu là cot . AB
Các tỷ số trên gọi chung là tỷ số lượng giác của góc và các tỷ số này luôn dương. Hơn nữa, ta cũng có sin 1 và cos 1
8 – EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy
HÌNH HỌC 9 – CHƯƠNG I. HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC VUÔNG
II. Tỷ số lượng giác của hai góc phụ nhau
_ Định lý: Nếu hai góc phụ nhau thì sin góc này bằng côsin góc kia và tang góc này bằng côtang góc kia. Ví dụ 1: Cho 0 = 60 và 0
= 30 . Khi đó sin = cos và tan = cot .
III. Một số hệ thức cơ bản
Cho là góc nhọn, ta có các hệ thức sau sin cos a) 2 2 sin + cos = 1 b) tan = và cot = c) tan.cot = 1 cos sin 1
Ví dụ 2: Cho là góc nhọn và sin = . Tính các giá trị lượng giác còn lại của . 3 Giải 2 2 2 2 1 2 2 sin cos 1 cos 1 sin + = = − = 1− = 3 3 1 sin 1 1 3 tan = = cot = = 2 2 cos 2 2 2 2 tan 3
IV. Bảng giá trị lượng giác của một số góc đặc biệt 0 30 0 45 0 60 Tỷ số lượng giác 2 3 sin 1 2 2 2 2 1 cos 3 2 2 2 tan 1 1 3 3 1 cot 3 1 3
Bài toán so sánh các giá trị lượng giác
Cho hai góc nhọn a và b, ta có
• a b sin a sinb và tan a tanb
• a b cos a cosb và cot a cot b
Ví dụ 3: Sắp xếp các tỷ số dưới đây theo tỷ lệ tăng dần.
HNT EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy – 9
Gv. Lương Anh Nhật – ĐT: 0968.373.054 HÌNH HỌC 9 a) 0 sin 40 , 0 cos 28 , 0 sin 68 , 0 cos 88 . b) 0 tan 65 , 0 cot 42 , 0 tan76 , 0 cot 27 . Giải a) Ta có 0 0 0 0
sin 40 = cos 50 ,sin 68 = cos 22 khi đó 0 0 0 0
cos 88 cos 50 cos 28 cos 22 Hay 0 0 0 0
cos 88 sin 40 cos 28 sin 68 . b) Ta có 0 0 0 0
tan 65 = cot 25 , tan 76 = cot 14 khi đó 0 0 0 0
cot 42 cot 27 cot 25 cot14 Hay 0 0 0 0
cot 42 cot 27 tan 65 tan76 .
Ví dụ 4: Hãy so sánh sin và tan ; cos và cot với là góc nhọn. Giải • sin và tan sin Ta có tan sin
sin sin sin.cos 1 cos (đúng) cos • cos và cot cos
Ta có cos cot cos
sin.cos cos sin 1 (đúng) sin
Ví dụ 5: Tính giá trị các biểu thức sau a) 2 0 2 0 2 0 2 0
A = sin 10 + sin 20 + ... + sin 70 + sin 80 . 0 3sin 54 b) 2 0 2 0 0 0
B = sin 14 + sin 76 + tan 2 .tan 88 − . 0 cos 36 Giải a) Ta có 2 0 2 0 2 0 2 0
A = sin 10 + sin 20 + ... + sin 70 + sin 80 = ( 2 0 2 0 + )+( 2 0 2 0 + )+( 2 0 2 0 + )+( 2 0 2 0 sin 10 sin 80 sin 20 sin 70 sin 30 sin 60 sin 40 + sin 50 ) = ( 2 0 2 0 + )+( 2 0 2 0 + )+( 2 0 2 0 + )+( 2 0 2 0 sin 10 cos 10 sin 20 cos 20 sin 30 cos 30 sin 40 + cos 40 ) = 1+1+1+1 = 4 0 3sin 54 b) Ta có 2 0 2 0 0 0
B = sin 14 + sin 76 + tan 2 .tan 88 − 0 cos 36 0 2 0 2 0 0 0 3sin 54
= sin 14 + cos 14 + tan 2 .cot 2 − = 1+1− 3 = 1 − 0 sin 54 cos a + sin a
Ví dụ 6: Cho tan a = 3 . Tính P = . cos a − sin a Giải
10 – EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy
HÌNH HỌC 9 – CHƯƠNG I. HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC VUÔNG cos a sin a + cos a + sin a 1+ tan a 1 + 3 cos a cos a P = = = = = 2 − . cos a − sin a cos a sin a 1− tan a 1 − 3 − cos a cos a Bài tập
Không dùng bảng giá trị lượng giác của một số góc đặc biệt cho các câu từ 2.1 đến 2.9 2
2.1 Cho là góc nhọn và sin = . Tính các giá trị lượng giác còn lại của . 5 3
2.2 Cho là góc nhọn và cos =
. Tính các giá trị lượng giác còn lại của . 2
2.3 Cho là góc nhọn và tan = 3 . Tính các giá trị lượng giác còn lại của .
2.4 Cho là góc nhọn và cot = 1. Tính các giá trị lượng giác còn lại của .
2.5 Cho là góc nhọn và cos = x . Tính các giá trị lượng giác còn lại của .
2.6 Không dùng máy tính hãy sắp xếp các giá trị lượng giác sau theo thứ tự tăng dần a) 0 0 0 0
sin 25 ,cos15 ,sin 50 ,cos 66 . b) 0 0 0 0 0
cot 35 , tan 48 ,cot 44 , tan 53 ,cot 39 .
2.7 Không dùng máy tính hãy so sánh các giá trị lượng giác sau a) 0 sin 32 và 0 tan 32 b) 0 cos 35 và 0 cot 35 c) 0 sin 25 và 0 cot 55 d) 0 cos 54 và 0 tan 42
2.8 Không dùng máy tính hãy sắp xếp các tỷ số lượng giác sau theo thứ tự giảm dần 0 0 0 0
cot 36 , tan 72 ,cot 21 ,sin 54 2 2 sin a − cos a 3 3 sin a − cos a
2.9 Cho tan a = 3 . Tính P = và Q = . sin . a cos a 3 3 sin a + cos a
2.10 Cho góc a nhọn. Biết 2 2 1
cos a − 2 sin a = . Tìm giá trị góc a. 4
HNT EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy – 11
Gv. Lương Anh Nhật – ĐT: 0968.373.054 HÌNH HỌC 9
BÀI 3: MỘT SỐ HỆ THỨC VỀ CẠNH VÀ GÓC TRONG TAM GIÁC VUÔNG I. Các hệ thức
_ Cho tam giác ABC vuông ở C, ta có các hệ thức lượng giác của góc A như sau BC B sin A = AB AC cos A = AB BC tan A = AC AC cot A = BC C A Định lý
• Trong một tam giác vuông mỗi cạnh góc vuông bằng cạnh huyền nhân với sin góc đối hoặc côsin góc kề.
• Trong một tam giác vuông thì cạnh góc vuông này bằng cạnh góc vuông kia nhân với tan
góc đối hoặc côtang góc kề.
Cho tam giác ABC vuông ở C với BC = a , CA = b và AB = c khi đó B a = . c sin A = . c cos B c b = . c sin B = . c cos A a a = . b tan A = . b cot A b = . a tan B = . a cot B C A b
II. Giải tam giác vuông
_ Giải tam giác vuông là tìm tất cả các cạnh và các góc của tam giác vuông đó khi biết trước hai
cạnh hoặc một cạnh và một góc nhọn của nó.
Ví dụ 1: Giải tam giác ABC vuông ở C biết AC = 4 cm và BC = 3 cm . Giải Ta có 2 2 2 2 2
AB = AC + BC = 4 + 3 = 25 AB = 5 cm BC 3 0 0 sin A =
= BAC 37 ABC = 53 . AC 4
12 – EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy
HÌNH HỌC 9 – CHƯƠNG I. HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC VUÔNG
Ví dụ 2: Cho tam giác ABC vuông ở C biết AB = 13 cm và 0 A = 23 . Giải Ta có 0 0 0
A = 23 B = 90 − A = 67 0 2 2 2 2 AC = A .
B cos A = 13.cos 23 12cm BC = AB − AC = 13 − 12 = 5 cm .
Ví dụ 3: Giải tam giác ABC vuông ở C biết BC = 20 cm và 0 A = 43 . Giải Ta có 0 0 0
A = 43 B = 90 − A = 47 0 BC 20 AC = B .
C cot A = 20.cot 43 21 cm, AB = = 29 cm . 0 sin A sin 43
Ví dụ 4: Cho tam giác ABC có 0 A = 75 , 0
B = 45 và AB = 6 cm . Tính diện tích tam giác ABC. Giải Ta có 0 0 0 0 0 0
A + B +C = 180 C = 180 − A − B = 180 −75 − 45 = 60 Vẽ AD ⊥ BC
Xét tam giác vuông ABD ta có 0 2
AD = AB = sin B = 6.sin 45 = 6. = 3 2 cm 2 0 2
BC = AB cos B = 6.cos 45 = 6. = 3 2 cm 2
Xét tam giác vuông ACD ta có 0 3 CD = . AD cot C = . AD cot 60 = 3 2. = 6 cm 3
Do đó BC = BD + CD = 3 2 + 6 cm 1 1
Vậy diện tích tam giác ABC là S = A . D BC = .3 2. + = + . ABC (3 2 6) 3 3( 3 ) 2 1 cm 2 2
Ví dụ 5: Cho tam giác ABC cân tại A, đường cao BK = h và A
ABC = . Tính các cạnh của của tam giác theo h và . Giải
Tam giác ABC cân nên ACB = ABC = K BK h Ta có BK = B .
C sin BC = = sin sin
Vẽ đường cao AH của tam giác ABC suy ra H là trung điểm C B H BC h
BC nên BH = CH = = 2 2 sin
HNT EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy – 13
Gv. Lương Anh Nhật – ĐT: 0968.373.054 HÌNH HỌC 9 CH h
Trong tam giác AHC ta có CH = A .
C cos AC = = cos 2 sin cos h
Do đó AB = AC = . 2sin cos
Ví dụ 6: Cho hình thang cân ABCD có AB//CD, biết AB = 5 cm , CD = 13 cm và BD vuông góc với BC.
a) Tính độ dài đường cao BH của hình thang.
b) Tính diện tích hình thang.
c) Tính các góc của hình thang. Giải
a) Kẻ AK vuông CD tại K, ta có A KD = B
HC suy ra DK = CH
Lại có ABHK là hình bình hành có một góc vuông nên ABHK là hình chữ nhật DC − HK − Suy ra HK = AB = 13 5
5 cm DK = CH = = = 4 cm 2 2
Như vậy DH = DK + HK = 4 + 5 = 9 cm Xét tam giác DBC có 2
BH = DH.CH = 9.4 = 36 BH = 6 cm . 1 1 b) Ta có S = AB + CD BH = + = . ABCD ( ). (5 13) 2 .6 54 cm 2 2 BH 6 3
c) Xét tam giác BHC có 0 tanC = = = C 56 19' CH 4 2 Suy ra 0 D = 56 19' và 0 0 0
DAB = CBA = 180 − 56 19' = 123 41' . Bài tập sin a cos a
3.1 Với góc a nhọn. Chứng minh 2 2
sin a + cos a = 1, tan a = , cot a = và tan . a cot a = 1 . cos a sin a 3.2
a) Giải tam giác ABC vuông tại A biết AB = 5 cm và AC = 8 cm .
b) Giải tam giác DEF vuông tại D biết DE = 100 cm và 0 E = 51 .
c) Cho tam giác ABC vuông tại A có BC = 3AB . Tính giá trị C .
d) Cho tam giác ABC cân tại A có AB = 3BC . Tính giá trị B .
3.3 Tính góc nhọn biết rằng sin = cos .
14 – EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy
HÌNH HỌC 9 – CHƯƠNG I. HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC VUÔNG
3.4 Một chiếc đò ở điểm A muốn băng ngang qua sông theo đường AH nhưng bị nước cuốn đến
điểm B cách H một đoạn bằng 50m. Tìm độ rộng của con sông và quãng đường đò đã đi với dữ
kiện được thêm ở hình dưới đây. H B 300 A
3.5 Một chiếc máy bay đang bay ở độ cao 900 m. Một người quan sát nhìn chiếc máy bay đó dưới góc 0
= 40 (như hình bên dưới). Tính khoảng cách từ người quan sát đến máy bay. B 400 H A
3.6 Cho tam giác ABC có 0
B = 60 , AB = 15 cm , BC = 20 cm . Tính độ dài các góc và các cạnh còn
lại của tam giác ABC.
3.7 Cho tam giác ABC có AH là đường cao. Biết AB = 25 cm , 0 B = 70 và 0
C = 50 . Tính độ dài AH và BC.
3.8 Cho tam giác ABC có 0 A = 75 , 0
B = 60 và AB = 6 cm . Tính diện tích tam giác ABC.
3.9 Cho tam giác ABC có 0 A = 60 , 0
B = 45 và AB = 12 cm . Tính diện tích tam giác ABC.
3.10 Cho hình thang ABCD (AB//CD). Biết AB = 4 cm , AH = 4 cm và 0
D = 70 . Vẽ hai đường cao
AH và BK. Biết rằng 0
KBC = 50 . Tính BC và DC.
3.11 Cho hình bình hành ABCD có BD vuông góc với BC. Biết AB = a và A = . Tính diện tích
ABCD theo a và .
HNT EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy – 15
Gv. Lương Anh Nhật – ĐT: 0968.373.054 HÌNH HỌC 9
3.12 Cho tam giác nhọn ABC có 0 A = 75 , 0
B = 60 , AB = c . Tính độ dài AC, BC theo c. A BC
3.13* Cho tam giác ABC vuông ở C. Chứng minh tan = . 2 AB + AC
Áp dụng kết quả trên tính giá trị lượng giác của góc 0 15 . AB BC CA
3.14* Cho tam giác ABC nhọn. Chứng minh = = . sinC sin A sin B
Áp dụng kết quả trên tính giá trị lượng giác của góc 0 75 .
3.15 Cho tam giác nhọn ABC có hai đường cao BE và CD. Chứng minh DE = BC.cos A .
16 – EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy
HÌNH HỌC 9 – CHƯƠNG I. HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC VUÔNG
HƯỚNG DẪN MỘT SỐ BÀI TẬP CHƯƠNG I
BÀI 1: MỘT SỐ HỆ THỨC VỀ CẠNH VÀ ĐƯỜNG CAO TỎNG TAM GIÁC VUÔNG 1.1
Dùng Pytago tìm được BC = 28,9 cm Áp dụng A .
B AC = AH.BC AH = 12 cm Áp dụng 2
AB = BH.BC BH = 6, 4 cm và CH = 22, 5 cm . 1.2 Đặt 2 2
BH = x BC = x + 16 BH.BC = AB x + 16x + 64 = 289 x = 9 và tính được
AH = 12 cm , BC = 25 cm và CA = 20 cm . 1.3 Cách 1:
Đặt BH = x CH = BC − x = 28,9 − x
BH CH = AH (x − )2 2 . 14, 45
= 64,8025 x = 22,5 hay x = 6,4
Như vậy có hai trường hợp và kết quả là AB = 25, 5 cm , AC = 13,6 cm và ngược lại. Cách 2: Xét 2 2 2
BC = AB + AC và A .
B AC = AH.BC
AB + AC + 2A .BAC = (AB+ AC)2 2 2
AB + AC = 39,1
AB + AC = 39,1 Ta dùng hoặc
AB + AC − AB AC = − = (AB− AC)2 2 2 AB − AC = 11,9 2 . AC AB 11,9
Kết quả thu được như Cách 1. 1.4 Kiểm tra được 2 2 2
BC = AB + AC A
BC vuông tại A 1 13 Suy ra AM = BC = cm 2 2 60
Áp dụng AH.BC = A . B AC AH = cm 13 1.5 9
Đặt HB = x HC =
x , với x 0 16 Áp dụng 2 2 9 AH = H . B HC 48 = . x
x x = 64 BH = 64 cm và CH = 36 cm . 16
Suy ra BC = BH + CH = 100 cm Áp dụng 2 2
AB = BH.BC AB = 64.100 = 6400 AB = 80 cm
HNT EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy – 17
Gv. Lương Anh Nhật – ĐT: 0968.373.054 HÌNH HỌC 9
Áp dụng định lý Pytago suy ra AC = 60 cm . 1.6 3
Đặt AB = x AC = x , với x 0 4 2 3
Áp dụng định lý Pytago có 2 2 2 2 2 2
BC = AB + AC 125 = x + x
x = 10000 x = 100 4
Suy ra AB = 100 cm và AC = 75 cm A . B AC
Áp dụng AH.BC = A . B AC AH = AH = 60 cm . BC 1.7 A C B H M BC A . B AC 3 a) Ta có AM = BC = 2 3 cm
AH.BC = A . B AC AH = = cm 2 BC 2 Áp dụng định lý Pytago 1 3 3 b) 2 S = AH.BC = cm . ABC 2 2 2 2 2
BC = AB + AC AC = 3 cm Áp dụng 1.8 Áp dụng định lý Pytago A 2 2 2
BH + AH = AC BH = 2 cm 2
CH = 2 cm HM = cm 2 N Áp dụng định lý Pytago G 2 2 2 14
AM = AH + HM AM = cm 2
Gọi G là giao điểm AH và BN C B H M
G là trọng tâm tam giác ABC
18 – EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy
HÌNH HỌC 9 – CHƯƠNG I. HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC VUÔNG 1 3 Nên GH = AH = cm 3 3 Áp dụng định lý Pytago 2 2 2 21 3 21
BN = GH + BH BN = cm BN = BG = cm 3 2 2 1.9* A K B C H M x
Tam giác ABC cân tại A có AH là đường cao nên AH cũng là đường trung tuyến BC HB = HC = = 3 cm 2 Xét tam giác ABH Áp dụng định lý Pytago 2 2 2
AB = AH + BH AH = 4 cm
Dùng diện tích tam giác ABC có 1 1
AH.BC = B .
K AC BK = 4,8 cm 2 2 Xét tam giác ABK Áp dụng định lý Pytago 2 2 2
AB = AK + BK AK = 1, 4 cm Xét tam giác ABM Áp dụng 2
AB = AK.AM AM = 17,9 cm 1
Diện tích tam giác ABM là 2 S = B . K AM 42,9 cm . ABM 2
HNT EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy – 19
Gv. Lương Anh Nhật – ĐT: 0968.373.054 HÌNH HỌC 9 1.10 J
Vẽ AJ ⊥ AI với J thuộc CD
Xét hai tam giác vuông ABI và ADJ có A D
AB = AD và AIB = AJD nên A BI = A DJ 1 1 1 1 1 Suy ra + = + = 2 2 2 2 2 AI AK AJ AK AD 1 1
Vì AD không đổi nên + không đổi hay nó không 2 2 AI AK
phụ thuộc vào vị trí của điểm I. B C
1.11 Tương tự Ví dụ 7 a) I
Bạn đọc tự giải bằng cách vẽ thêm đường cao AK của tam giác ABC. 1.12 K A B
Vẽ tia Ax vuông góc với AC và cắt CD tại E
Xét tam giác vuông ACE 1 1 1 Áp dụng = + 2 2 2 AD AE AC
Xét tứ giác ABDE, dễ thấy ABDE là E C D
hình bình hành nên AE = BD. x 1 1 1 Vậy = + . 2 2 2 AD BD AE 1.13 A B
Qua A vẽ Ax vuông góc với AK
cắt đường thẳng CD tại M
Ta có MAD = BAI (cùng phụ I DAI ) do đó A DM = A
BI AM = AI M K
Xét tam giác MAK vuông tại A D C x
20 – EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy
HÌNH HỌC 9 – CHƯƠNG I. HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC VUÔNG 1 1 1 Áp dụng = +
mà AB = AD và AM = AI (cmt) 2 2 2 AD AM AK 1 1 1 Vậy = + . 2 2 2 AB AI AK 1.14 A B a) Xét tam giác ABD Áp dụng 2 2
AB = BH.BD a = BH.BD Tương tự, cũng có 2 b = H . D BD 2 HB a Chia hai vế, ta có = H 2 HD b K
b) Vì HK // DC (cùng vuông góc với BC) D I C Hệ quả định lý Ta-lét cho ta HK HB D . C HB . a HB = HK = = DC HD BC BD 2 2 2 2 2 HB a HB + HD a + b BD a + b Mà = = =
(dùng tính chất dãy tỷ số bằng nhau) 2 2 2 HD b HB a HB a 2 B . D a Suy ra HB = 2 2 a + b 2 . BD a a 3 2 2 + a Khi đó a b HK = = . 2 2 BD a + b 1.15 A N G C B M
Gọi G là trọng tâm tam giác ABC 2 Khi đó BG = BN 3
Tam giác ABC vuông tại A
HNT EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy – 21
Gv. Lương Anh Nhật – ĐT: 0968.373.054 HÌNH HỌC 9 2 a 6 Áp dụng 2 2 2
AB = BN.BG a = BN BN = 3 2 2 2 3a a a 2
Áp dụng định lý Pytago, ta có 2 2 2 2 2
AN + AB = BN AN = − a = AN = 2 2 2
Áp dụng định lý Pytago, ta có 2 2 2
BC = AB + AC BC = a 3 1.16
a) Tứ giác AEHF có ba góc vuông nên nó là hình chữ nhật.
b) Xét tam giác AHB có 2 HA = A . E AB Xét tam giác AHC có 2
HA = AF.AC Vậy A .
E AB = AF.AC
c) Xét tam giác AHB vuông tại H có HE là đường cao nên 2 HE = E . A EB A F E C B H
Xét tam giác AHC vuông tại H có HF là đường cao nên 2 HF = . FA FC
Xét tam giác ABC vuông tại A có AH là đường cao nên 2 AH = H . B HC Ta có 2 2 2 2
EF = HE + HF EF = E . A EB + F . A FC
Tứ giác AEHF là hình chữ nhật nên 2 2
AH = EF AH = EF Vậy E . A EB + F . A FC = H . B HC .
d) Xét tam giác ABC vuông tại A có AH là đường cao Ta có 2 4 2 2
AH = BH.CH AH = BH .CH
Xét các tam giác ABH và ACH vuông tại H lần lượt có HE và HF là đường cao Ta có 2 BH = B . E BA và 2
CH = CF.CA Suy ra 4 AH = B . E B . A C . A CF = E . B A . B A . C CF Mà A .
B AC = AH.BC do đó 4 3 AH = E . B AH.B .
C CF AH = E . B B . C CF .
22 – EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy
HÌNH HỌC 9 – CHƯƠNG I. HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC VUÔNG
e) Xét tam giác ABC vuông ở A có AH là đường cao Ta có 2
AB = BH.BC và 2
AC = CH.BC 2 4 2 AB BH AB BH Suy ra = = 2 4 2 AC CH AC CH Mà 2 BH = E . B AB và 2
CH = CF.AC 4 3 AB E . B AB AB EB Do đó = = . 4 3 AC CF.AC AC CF f) Ta có 2 BH = E . B AB và 2
CH = CF.AC nên 4 2 2
BH = EB .AB và 4 2 2
CH = CF .AC 4 2 2 2 2 BH EB .AB EB .BH.BC EB .BH Suy ra = = = 4 2 2 2 2 CH CF .AC CF .CH.BC CF .CF 3 2 BH EB Vậy = . 3 2 CH CF
HNT EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy – 23
Gv. Lương Anh Nhật – ĐT: 0968.373.054 HÌNH HỌC 9
BÀI 2: TỶ SỐ LƯỢNG GIÁC CỦA MỘT GÓC NHỌN 2.1 Áp dụng 2 2 21 sin 2 21
sin + cos = 1 cos = tan = = ,cot = . 5 cos 21 2 2.2 Áp dụng 2 2 1 sin 1
sin + cos = 1 sin = tan = = ,cot = 3 . 2 cos 3 2.3 sin Dùng tan = = 3 và 2 2 1 3 1
sin + cos = 1 cos = ,sin = cot = . cos 2 2 3 2.4 cos Dùng cot = = 1 và 2 2 2
sin + cos = 1 cos = sin = tan = 1. sin 2 2.5 2 1− x x Dùng 2 2 2
sin + cos = 1 sin = 1− x tan = ,cot = . 2 x 1− x 2.6 a) 0 0 0 0
sin 25 ,cos15 ,sin 50 ,cos 66 . Ta có 0 0 cos15 = sin 75 và 0 0 cos 66 = sin 24 Mà 0 0 0 0
sin 24 sin 25 sin 50 sin75
Vậy thứ tự cần sắp là 0 0 0 0
cos 66 sin 25 sin 50 cos15 . b) 0 0 0 0 0
cot 35 , tan 48 ,cot 44 , tan 53 ,cot 39 . Ta có 0 0 tan 48 = cot 42 và 0 0 tan 53 = cot 37 Mà 0 0 0 0 0
cot 44 cot 42 cot 39 cot 37 cot 35 Vậy 0 0 0 0 0
cot 44 tan 48 cot 39 tan 53 cot 35 . 2.7 a) 0 sin 32 và 0 tan 32
Dùng cách làm của Ví dụ 4 có 0 0 tan 32 sin 32 b) 0 cos 35 và 0 cot 35
Dùng cách làm của Ví dụ 4 có 0 0 cot 35 cos 35
24 – EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy
HÌNH HỌC 9 – CHƯƠNG I. HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC VUÔNG c) 0 sin 25 và 0 cot 55 Ta có 0 0
cot 55 = tan 35 dùng Ví dụ 4 ta có 0 0 0 tan 35 sin 35 sin 25 Vậy 0 0 cot 55 sin 25 . d) 0 cos 54 và 0 tan 42 Ta có 0 0
tan 42 = cot 48 dùng Ví dụ 4 ta có 0 0 0 cot 48 cos 48 cos 54 Vậy 0 0 tan 42 cos 54 . 2.8 Ta có 0 0 tan72 = cot18 và 0 0 sin 54 = cos 36
Dùng Ví dụ 4 ta có 0 0 cot 36 cos 36 Mà 0 0 0 cot 36 cot 21 cot 18 Vậy 0 0 0 0
sin 54 cot 36 cot 21 tan72 . 2.9 2 sin a − 2 2 1 2 2 2 sin a − cos a tan a − 1 3 − 1 8 cos a P = = = = = . sin . a cos a sin . a cos a tan a 3 3 2 cos a 3 sin a − 3 3 1 3 3 sin a − cos a 3 − 1 13 cos a Q = = = = . 3 3 3 3 sin a + cos a sin a 3 + 1 14 + 1 3 cos a 1 1 3 1 2.10 Ta có 2 2 2 2 2 0
cos a − 2sin a =
1−sin a − 2sin a = 3sin a = sin a = a = 30 . 4 4 4 2
HNT EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy – 25
Gv. Lương Anh Nhật – ĐT: 0968.373.054 HÌNH HỌC 9
BÀI 3: MỘT SỐ HỆ THỨC VỀ CẠNH VÀ GÓC TRONG TAM GIÁC VUÔNG 3.1
Xét tam giác ABC vuông tại C, giả sử A = a . BC AC B Ta có sin a = , cos a = AB AB 2 2 BC AC Nên 2 2 sin a + cos a = + 2 2 AB AB 2 2 BC + AC Suy ra 2 2 sin a + cos a = = 1 2 AB BC BC sin a tan AB a = = = AC AC cos a AB a C A cos a Tương tự cot a = và tan . a cot a = 1 . sin a 3.2
a) Áp dụng định lý Pytago 2 2 2
BC = AB + AC BC = 89 cm AC 8 0 0 sin B = =
B 58 C 32 . BC 89 b) 0
F = 39 , DE = EF.cos E EF 158,9 cm , DF 123, 5 cm . AB 1 c) 0 sinC = = C 19 28' . BC 3 1 1 BH 1
d) Vẽ đường cao AH suy ra 0 BH = BC = AB cos B = = B 80,4 . 2 6 AB 6 3.3 2 Áp dụng 2 2 0
sin + cos = 1 sin = = 45 . 2
3.4 Độ rộng con sông HB HB Ta có 0 tan 30 = HA = = 50 3 m 0 HA tan 30 Quãng đường đã đi 2 2
AB = AH + BH = 100 m . HB HB 900 3.5 Ta có 0 sin 40 = AB = = 1400,15 m . 0 0 AB sin 40 sin 40
26 – EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy
HÌNH HỌC 9 – CHƯƠNG I. HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC VUÔNG
3.6 Vẽ đường cao AH của tam giác ABC BH 15 25
Xét tam giác AHB có cos ABH = BH = A . B cos ABH =
cm CH = BC − BH = cm AB 2 2 AH Lại có 0 15 3 sin ABH = AH = . AB sin 60 = cm AB 2 AH Như vậy 2 2 0 0
AC = AH + CH = 5 13 cm sinACB =
ACB 56,1 BAC 73,9 . AC 3.7
Vẽ đường cao AH củ tam giác ABC. Ta có 0 BH = A .
B cos B = 25.cos70 8,6 cm và 0 0 AH = A .
B sin B = A .
B sin70 = 25.sin70 23,5 cm AH 23, 5
Lại có AH = AC.sin C AC = = 30,7 cm 0 sin C sin 50 0 CH = A .
C cosC = 30,7.cos 50 19,7 cm
Do đó BC = BH + CH 28, 3 cm . 3.8
Vẽ đường cao AD cyra tm giác ABC
Áp dụng AD = A .
B sin B AD = 3 3 cm và BD = A .
B cos B BD = 3 cm
Xét tam giác ACD có CD = A .
D cotC CD = 3 3 cm
Suy ra BC = BD + CD = 3(1+ 3) cm 1 9 Vậy S = A . D BC = + . ABC ( 3 3) 2 cm 2 2 3.9
Vẽ đường cao CD của tam giác ABC
Đặt CD = x với x 0 x 3
Xét tam giác ACD có AD = C .
D cot A AD = cm . 3
Xét tam giác BCD có BD = C .
D cot B BD = x cm 3
AB = AD + BD = x + x
= 12 x = 6(3− 3) cm 3 1 Vậy S = A . B CD = 36 − . ABC (3 3) 2 cm 2
HNT EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy – 27
Gv. Lương Anh Nhật – ĐT: 0968.373.054 HÌNH HỌC 9 3.10 A B D C H K
Dễ thấy ABHK là hình chữ nhật có hai cạnh kề bằng nhau nên nó là hình vuông.
Suy ra BK = AH = 4 cm Xét tam giác BKC
Áp dụng BK = BC.cos KBC BC 6,22 cm và KC = BK.tan KBC 4,77 cm
Tương tự, xét tam giác AHD tính được DH = AH = cot ADH 1,46 cm
Do đó DC = DH + HK + KC 10, 23 cm . 3.11 A B α D C H
ABCD là hình bình hành C = A = và DC = AB = a
Xét tam giác vuông BCD có BC = C .
D cosC = acos
Vẽ BH vuông góc CD
Áp dụng BH = BC.sinC = a cos.sin Do đó 2 S = D .
C BH = a sin.cos . ABCD
28 – EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy
HÌNH HỌC 9 – CHƯƠNG I. HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC VUÔNG 3.12 A
Vẽ AD vuông góc BC
Xét tam giác ABD có AD = A . B sin B
Xét tam giác ACD có AD = AC.sinC Do đó AB AC A .
B sin B = A . C sinC = sinC sin B AB BC CA Tương tự ta có = = . B C D sinC sin A sin B AB AC 6 Như vậy = AC = c . 0 0 sin 45 sin 60 2 c
Xét tam giác ABD có BD = ABcos B = 2 c 3
Xét tam giác ACD có CD = AC.cosC = 2 c ( 3 + ) 1
Như vậy BC = BD + CD = . 2 3.13*
Vẽ đường phân giác AD của góc A A BD BD Nên = AC AB CD BD + CD BC = = (tính chất AC AB + AC AB + AC dãy tỷ số bằng nhau) A CD Mà tan ACD = tan = 2 AC A BC Vậy tan = C B 2 AB + AC D
Xét tam giác ABC vuông ở C với 0 A = 30 Đặt BC = a BC Ta có AC = B .
C cot A = a 3 , AB = = 2a sin A
HNT EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy – 29
Gv. Lương Anh Nhật – ĐT: 0968.373.054 HÌNH HỌC 9 A BC
Dùng kết quả trên, ta có 0 0 tan15 = tan = = 2 − 3 cot15 = 2 + 3 2 AB + AC 0 sin15 Laị có 0 0 tan15 = sin15 = (2− 3) 0 cos15 0 cos15 6 + 2 6 − 2 Áp dụng 2 0 2 0 0 0 0 0
sin 15 + cos 15 = 1 cos15 = sin15 = tan15 .cos15 = 4 4 3.14*
Vẽ AD vuông góc BC
Xét tam giác ABD có AD = A . B sin B A B C D
Xét tam giác ACD có AD = AC.sinC AB AC AB BC CA Do đó A .
B sin B = A . C sinC = . Tương tự ta có = = . sinC sin B sinC sin A sin B
Dùng giả thiết bài 3.12 (bạn đọc có thể dùng giả thiết khác) c ( 3 +1) BC 2 6 + 2 6 + 2 Ta có 2 0 sin A = sin C = . = sin75 = AB c 2 4 4 − Dùng 2 0 2 0 0 6 2
sin 75 + cos 75 = 1 cos 75 = 4 Suy ra 0 0
tan75 = 2 + 3,cot 75 = 2 − 3 . AE AD
3.15 Xét tam giác AED và ABC có A chung và =
(= cosA) nên chúng đồng dạng AB AC ED AE Suy ra =
= cos A DE = B . C cos A BC AB
30 – EDUCATION _ Vững kiến thức – Nhạy tư duy