Ưu đãi 50% Tặng Sổ tay 9+ Toán Cấp 2!
100%
Toán Lớp 7 Chương IV: Tam giác bằng nhau 4 lượt xem

Bài 13: Hai tam giác bằng nhau. Trường hợp bằng nhau thứ nhất của tam giác

Bài 13: Hai tam giác bằng nhau. Trường hợp bằng nhau thứ nhất của tam giác (c.c.c) - Định nghĩa, kí hiệu, vẽ tam giác bằng thước và compa

Bài 13: Hai tam giác bằng nhau. Trường hợp bằng nhau thứ nhất của tam giác
Khái niệm, thuật ngữ

Hai tam giác bằng nhau, trường hợp bằng nhau cạnh - cạnh - cạnh (c.c.c).

Kiến thức, kĩ năng
  • Nhận biết hai tam giác bằng nhau, viết đúng kí hiệu đỉnh tương ứng.
  • Giải thích hai tam giác bằng nhau theo trường hợp cạnh - cạnh - cạnh (c.c.c).
  • Lập luận và chứng minh hình học trong những trường hợp đơn giản.
Tình huống mở đầu

Ta nói hai đoạn thẳng bằng nhau nếu chúng có cùng độ dài, hai góc bằng nhau nếu chúng có cùng số đo góc. Vậy hai tam giác như thế nào thì được gọi là bằng nhau và làm thế nào để kiểm tra được hai tam giác đó bằng nhau? Trong bài này chúng ta sẽ trả lời câu hỏi đó.

1. Hai tam giác bằng nhau
HĐ1 Cắt hai tam giác chồng khít lên nhau

Gấp đôi một tờ giấy rồi cắt như Hình 4.9. Phần được cắt ra là hai tam giác “chồng khít” lên nhau. Theo em:

  • Các cạnh tương ứng có bằng nhau không?
  • Các góc tương ứng có bằng nhau không?
Hình 4.9: Gấp đôi và cắt hai tam giác
Xem lời giải chi tiết

• Vì hai tam giác được cắt ra từ hai lớp giấy chồng lên nhau nên khi đặt trùng khít:

+ Các cạnh tương ứng của hai tam giác bằng nhau.

+ Các góc tương ứng của hai tam giác bằng nhau.

• Người ta nói hai tam giác đó là hai tam giác bằng nhau.

Định nghĩa: Hai tam giác bằng nhau

Hai tam giác $ABC$ và $A'B'C'$ (H.4.10) bằng nhau nếu chúng có các cạnh tương ứng bằng nhau và các góc tương ứng bằng nhau, nghĩa là:

$\begin{cases} AB = A'B', \quad AC = A'C', \quad BC = B'C' \\ \widehat{A} = \widehat{A'}, \quad \widehat{B} = \widehat{B'}, \quad \widehat{C} = \widehat{C'} \end{cases}$

Khi đó ta viết: $\triangle ABC = \triangle A'B'C'$

Hình 4.10: Hai tam giác bằng nhau

Quy ước thứ tự đỉnh tương ứng: Khi viết kí hiệu hai tam giác bằng nhau, tên các đỉnh tương ứng phải được viết theo cùng thứ tự:

• Đỉnh $A$ tương ứng với đỉnh $A'$, $B$ tương ứng với $B'$, $C$ tương ứng với $C'$.

• Góc $A$ tương ứng với góc $A'$, góc $B$ tương ứng với góc $B'$, góc $C$ tương ứng với góc $C'$.

• Cạnh $AB$ tương ứng với cạnh $A'B'$, $BC$ tương ứng với $B'C'$, $CA$ tương ứng với $C'A'$.

Câu hỏi nhận biết đỉnh và cạnh tương ứng

Biết hai tam giác trong Hình 4.11 bằng nhau, em hãy chỉ ra các cặp cạnh tương ứng, các cặp góc tương ứng và viết đúng kí hiệu bằng nhau của cặp tam giác đó.

Hình 4.11: Xác định các cặp tương ứng
Xem lời giải chi tiết

Quan sát các kí hiệu bằng nhau trên Hình 4.11:

• Các cặp cạnh tương ứng: $DE = HG$ (dấu chéo x), $DF = GK$ (1 vạch), $EF = HK$ (2 vạch).

• Các cặp đỉnh tương ứng: $D \leftrightarrow G, \quad E \leftrightarrow H, \quad F \leftrightarrow K$.

• Các cặp góc tương ứng: $\widehat{D} = \widehat{G}, \quad \widehat{E} = \widehat{H}, \quad \widehat{F} = \widehat{K}$.

• Kí hiệu bằng nhau: $\triangle DEF = \triangle GHK$ (hoặc $\triangle DFE = \triangle GKH$).

Ví dụ 1 Chứng minh hai tam giác bằng nhau

Cho hai tam giác $ABC$ và $MNP$ có $AB = MN, BC = NP, CA = PM, \widehat{A} = \widehat{M}, \widehat{B} = \widehat{N}$. Chứng minh rằng:

a) $\widehat{C} = \widehat{P}$;

b) $\triangle ABC = \triangle MNP$.

Hình 4.12: Ví dụ 1
Xem lời giải chi tiết

a) Trong tam giác $ABC$: $\widehat{C} = 180^\circ - \widehat{A} - \widehat{B}$ (1).

Trong tam giác $MNP$: $\widehat{P} = 180^\circ - \widehat{M} - \widehat{N}$ (2).

Vì $\widehat{A} = \widehat{M}$ và $\widehat{B} = \widehat{N}$ nên từ (1) và (2) suy ra $\widehat{C} = \widehat{P}$.

b) Hai tam giác $ABC$ và $MNP$ có:

$AB = MN, BC = NP, CA = PM$ (theo giả thiết);

$\widehat{A} = \widehat{M}, \widehat{B} = \widehat{N}$ (theo giả thiết), $\widehat{C} = \widehat{P}$ (chứng minh trên).

Vậy hai tam giác $ABC$ và $MNP$ có các cạnh và các góc tương ứng bằng nhau. Do đó $\triangle ABC = \triangle MNP$.

Luyện tập 1 Tính cạnh và góc của hai tam giác bằng nhau

Cho tam giác $ABC$ bằng tam giác $DEF$ (H.4.13). Biết rằng $BC = 4\text{ cm}$, $\widehat{ABC} = 40^\circ$, $\widehat{ACB} = 60^\circ$. Hãy tính độ dài đoạn thẳng $EF$ và số đo góc $\widehat{EDF}$.

Hình 4.13: Luyện tập 1
Xem lời giải chi tiết

• Vì $\triangle ABC = \triangle DEF$ nên $EF = BC = 4\text{ cm}$ (hai cạnh tương ứng).

• Trong tam giác $ABC$, tổng ba góc bằng $180^\circ$ nên:

$\widehat{BAC} = 180^\circ - (\widehat{ABC} + \widehat{ACB}) = 180^\circ - (40^\circ + 60^\circ) = 80^\circ$.

• Vì $\triangle ABC = \triangle DEF$ nên $\widehat{EDF} = \widehat{BAC} = 80^\circ$ (hai góc tương ứng).

2. Trường hợp bằng nhau thứ nhất: Cạnh - Cạnh - Cạnh (c.c.c)
HĐ2 Vẽ tam giác bằng thước và compa

Vẽ tam giác $ABC$ có $AB = 5\text{ cm}, AC = 4\text{ cm}, BC = 6\text{ cm}$ theo các bước:

  • Dùng thước thẳng có vạch chia vẽ đoạn thẳng $BC = 6\text{ cm}$.
  • Vẽ cung tròn tâm $B$ bán kính $5\text{ cm}$ và cung tròn tâm $C$ bán kính $4\text{ cm}$ sao cho hai cung tròn cắt nhau tại điểm $A$ (H.4.14).
  • Vẽ các đoạn thẳng $AB, AC$ ta được tam giác $ABC$.
Hình 4.14: Vẽ tam giác bằng thước và compa
Chú ý kĩ năng compa: Dùng compa với khẩu độ $5\text{ cm}$ để vẽ một phần của đường tròn, ta được cung tròn bán kính $5\text{ cm}$.
HĐ3 So sánh hai tam giác có ba cạnh bằng nhau

Tương tự, vẽ thêm tam giác $A'B'C'$ có $A'B' = 5\text{ cm}, A'C' = 4\text{ cm}, B'C' = 6\text{ cm}$. Dùng thước đo góc kiểm tra xem các góc tương ứng của hai tam giác $ABC$ và $A'B'C'$ có bằng nhau không. Hai tam giác $ABC$ và $A'B'C'$ có bằng nhau không?

Xem lời giải chi tiết
Khi dùng thước đo góc kiểm tra, ta thấy các góc tương ứng bằng nhau: $\widehat{A} = \widehat{A'}, \widehat{B} = \widehat{B'}, \widehat{C} = \widehat{C'}$. Vì các cặp cạnh tương ứng và các cặp góc tương ứng đều bằng nhau nên $\triangle ABC = \triangle A'B'C'$.
Định lí: Trường hợp bằng nhau cạnh - cạnh - cạnh (c.c.c)
Nếu ba cạnh của tam giác này bằng ba cạnh của tam giác kia thì hai tam giác đó bằng nhau.
Nếu $\triangle ABC$ và $\triangle A'B'C'$ có: $AB = A'B', BC = B'C', AC = A'C'$ thì $\triangle ABC = \triangle A'B'C'$ (c.c.c).
Xác định cặp tam giác bằng nhau trong Hình 4.15

Trong Hình 4.15, những cặp tam giác nào bằng nhau?

Hình 4.15: Các tam giác c.c.c
Xem lời giải chi tiết

• Xét $\triangle DFE$ và $\triangle GHK$ có:

$DF = GH$ (cùng có 1 vạch), $FE = HK$ (cùng có 2 vạch), $DE = GK$ (cùng có dấu x).

Do đó: $\triangle DFE = \triangle GHK$ (c.c.c).

• Xét $\triangle ABC$ và $\triangle MNP$ có: $AB = MN$ (dấu x), $AC = MP$ (1 vạch), $BC = NP$ (cùng 1 vạch ngang).

Do đó: $\triangle ABC = \triangle MNP$ (c.c.c).

Ví dụ 2 Chứng minh hai tam giác có cạnh chung bằng nhau

Cho Hình 4.16, biết $AC = BD, AD = BC$. Chứng minh rằng $\triangle ACB = \triangle BDA$.

Hình 4.16: Ví dụ 2
Xem lời giải chi tiết

Hai tam giác $ACB$ và $BDA$ có:

$AC = BD$ (theo giả thiết);

$BC = AD$ (theo giả thiết);

$AB$ là cạnh chung.

Vậy $\triangle ACB = \triangle BDA$ (c.c.c).

Luyện tập 2 Chứng minh hai tam giác bằng nhau có cạnh chung

Cho Hình 4.17, biết $AB = AD, BC = DC$. Chứng minh rằng $\triangle ABC = \triangle ADC$.

Hình 4.17: Luyện tập 2
Xem lời giải chi tiết

Hai tam giác $ABC$ và $ADC$ có:

$AB = AD$ (theo giả thiết);

$BC = DC$ (theo giả thiết);

$AC$ là cạnh chung.

Vậy $\triangle ABC = \triangle ADC$ (c.c.c).

Vận dụng Giải thích cách vẽ tia phân giác bằng compa

Người ta dùng compa và thước thẳng để vẽ tia phân giác của góc $xOy$ như sau:

  • Vẽ đường tròn tâm $O$ cắt $Ox, Oy$ lần lượt tại $A$ và $B$.
  • Vẽ đường tròn tâm $A$ bán kính $AO$ và đường tròn tâm $B$ bán kính $BO$. Hai đường tròn cắt nhau tại điểm $M$ khác điểm $O$.
  • Vẽ tia $Oz$ đi qua $M$.

Em hãy giải thích vì sao tia $OM$ là tia phân giác của góc $xOy$. (Gợi ý: Hãy xét hai tam giác $OAM$ và $OBM$).

Cách vẽ phân giác bằng compa
Xem lời giải chi tiết

• Theo cách vẽ:

$A, B$ cùng thuộc đường tròn tâm $O$ nên $OA = OB$.

$M$ thuộc đường tròn $(A; AO)$ nên $AM = AO$.

$M$ thuộc đường tròn $(B; BO)$ nên $BM = BO$.

Vì $AO = BO$ nên suy ra $AM = BM$.

• Xét $\triangle OAM$ và $\triangle OBM$ có:

$OA = OB$; $AM = BM$; $OM$ là cạnh chung.

Do đó $\triangle OAM = \triangle OBM$ (c.c.c).

• Suy ra $\widehat{AOM} = \widehat{BOM}$ (hai góc tương ứng).

Vì tia $OM$ nằm trong góc $xOy$ và chia góc $xOy$ thành hai góc bằng nhau nên tia $OM$ là tia phân giác của góc $xOy$.

Bài tập cuối bài (SGK trang 67)
Bài 4.4 Xác định kí hiệu đúng của hai tam giác bằng nhau

Cho hai tam giác $ABC$ và $DEF$ như Hình 4.18. Trong các khẳng định sau, khẳng định nào đúng?

(1) $\triangle ABC = \triangle DEF$;
(2) $\triangle ACB = \triangle EDF$;
(3) $\triangle BAC = \triangle DFE$;
(4) $\triangle CAB = \triangle DEF$.
Hình 4.18: Bài 4.4
Xem lời giải chi tiết

Từ Hình 4.18, ta có:

$AC = DE$ (cùng có 1 vạch tick);

$AB = FE$ (cùng có 2 vạch tick);

$BC = DF$ (cùng có dấu chéo x).

Xác định các cặp đỉnh tương ứng:

• Đỉnh $A$ (nằm giữa cạnh 1 vạch và 2 vạch) tương ứng với đỉnh $E$ (nằm giữa cạnh 1 vạch $DE$ và 2 vạch $FE$). Vậy $A \leftrightarrow E$.

• Đỉnh $C$ (nằm giữa cạnh 1 vạch và dấu x) tương ứng với đỉnh $D$ (nằm giữa cạnh 1 vạch $DE$ và dấu x $DF$). Vậy $C \leftrightarrow D$.

• Đỉnh $B$ (nằm giữa cạnh 2 vạch và dấu x) tương ứng với đỉnh $F$ (nằm giữa cạnh 2 vạch $FE$ và dấu x $DF$). Vậy $B \leftrightarrow F$.

Do đó các cách viết đúng là: $\triangle ABC = \triangle EFD$, $\triangle ACB = \triangle EDF$, $\triangle BAC = \triangle FED$, $\triangle CAB = \triangle DEF$.

• Đối chiếu 4 khẳng định:

- Khẳng định (1) sai vì đỉnh $A \leftrightarrow E \neq D$.

- Khẳng định (2) ĐÚNG ($\triangle ACB = \triangle EDF$).

- Khẳng định (3) sai vì $B \leftrightarrow F \neq D$.

- Khẳng định (4) sai vì $C \leftrightarrow D, A \leftrightarrow E, B \leftrightarrow F \implies \triangle CAB = \triangle DEF$.

Kết luận: Khẳng định (2) và (4) đúng.

Bài 4.5 Chỉ ra các cặp tam giác bằng nhau trên lưới ô vuông

Trong Hình 4.19, hãy chỉ ra hai cặp tam giác bằng nhau.

Hình 4.19: Bài 4.5
Xem lời giải chi tiết

Dựa vào lưới ô vuông, ta thấy tứ giác $ABCD$ là hình chữ nhật với chiều dài $AB = CD = 11$ ô, chiều rộng $AD = BC = 5$ ô.

• Cặp 1: $\triangle ABD = \triangle CDB$ (c.c.c):

Vì $AB = CD$, $AD = CB$, $BD$ là cạnh chung.

• Cặp 2: $\triangle ABC = \triangle CDA$ (c.c.c):

Vì $AB = CD$, $BC = DA$, $AC$ là cạnh chung.

(Ngoài ra nếu gọi $O$ là giao điểm của hai đường chéo $AC$ và $BD$ thì còn có cặp $\triangle OAB = \triangle OCD$ và $\triangle OAD = \triangle OCB$).

Bài 4.6 Tính góc dựa vào hai tam giác bằng nhau

Cho Hình 4.20, biết $AB = CB, AD = CD, \widehat{DAB} = 90^\circ, \widehat{BDC} = 30^\circ$.

a) Chứng minh rằng $\triangle ABD = \triangle CBD$.

b) Tính $\widehat{ABC}$.

Hình 4.20: Bài 4.6
Xem lời giải chi tiết

a) Chứng minh $\triangle ABD = \triangle CBD$:

Xét $\triangle ABD$ và $\triangle CBD$ có:

$AB = CB$ (theo giả thiết);

$AD = CD$ (theo giả thiết);

$BD$ là cạnh chung.

Do đó $\triangle ABD = \triangle CBD$ (c.c.c).

b) Tính $\widehat{ABC}$:

• Vì $\triangle ABD = \triangle CBD$ nên:

$\widehat{ADB} = \widehat{CDB} = 30^\circ$ (hai góc tương ứng).

• Trong tam giác vuông $ABD$ (vuông tại $A$ do $\widehat{DAB} = 90^\circ$):

$\widehat{ABD} = 90^\circ - \widehat{ADB} = 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ$.

• Vì $\triangle ABD = \triangle CBD$ nên $\widehat{CBD} = \widehat{ABD} = 60^\circ$ (hai góc tương ứng).

• Tia $BD$ nằm giữa hai tia $BA$ và $BC$ nên:

$\widehat{ABC} = \widehat{ABD} + \widehat{CBD} = 60^\circ + 60^\circ = 120^\circ$.