Ưu đãi 50% Tặng Sổ tay 9+ Toán Cấp 2!
100%
Chương IX: Quan hệ giữa các yếu tố trong một tam giác

Bài tập cuối chương IX

7 người đã học
Slide Giáo Viên

Bài tập cuối chương IX

Tổng kết và luyện tập bài tập cuối chương IX: Quan hệ giữa các yếu tố trong tam giác, các đường đồng quy trong tam giác.

Bài tập cuối chương IX
Chương IX: Quan hệ giữa các yếu tố trong tam giác

Bài tập cuối chương IX (Trang 84 SGK)

Hệ thống hóa toàn bộ kiến thức về tam giác, bất đẳng thức và bốn điểm đồng quy

Sơ đồ tư duy cốt lõi Chương IX
1. Góc và Cạnh đối diện

• Trong tam giác, góc đối diện với cạnh lớn hơn là góc lớn hơn.

• Cạnh đối diện với góc lớn hơn là cạnh lớn hơn.

2. Đường vuông góc & Đường xiên

• Đường vuông góc ngắn hơn mọi đường xiên kẻ từ cùng một điểm.

• Hình chiếu lớn hơn $\iff$ đường xiên lớn hơn.

3. Bất đẳng thức tam giác

• Tổng độ dài hai cạnh bất kì luôn lớn hơn cạnh còn lại: $|b - c| < a < b + c$.

Bài tập Sách giáo khoa (Trang 84 SGK Toán 7 Tập 2)
Bài 9.36 Tam giác có góc tù: Chứng minh đoạn thẳng bên trong ngắn hơn cạnh đáy

Cho tam giác $ABC$ có $\widehat{BAC}$ là một góc tù. Lấy điểm $D$ nằm giữa $A$ và $B$; lấy điểm $E$ nằm giữa $A$ và $C$ (Hình 9.51). Chứng minh $DE < BC$.

💡 Phương pháp giải: Nối đoạn thẳng phụ $DC$, dùng tính chất góc ngoài của tam giác và quan hệ giữa góc và cạnh đối diện.

Hình 9.51: Bài 9.36 SGK
Xem lời giải chi tiết

Nối điểm $D$ với điểm $C$.

Bước 1: Chứng minh $DE < DC$:

Trong tam giác $ADE$, góc $\widehat{DEC}$ là góc ngoài tại đỉnh $E$, nên:

$$\widehat{DEC} = \widehat{A} + \widehat{ADE} > \widehat{A} > 90^\circ$$

Do đó trong tam giác $DEC$, góc $\widehat{DEC}$ là góc tù, cạnh đối diện với góc tù là cạnh lớn nhất nên $DC > DE$ (hay $DE < DC$). (1)

Bước 2: Chứng minh $DC < BC$:

Trong tam giác $ADC$, góc $\widehat{BDC}$ là góc ngoài tại đỉnh $D$, nên:

$$\widehat{BDC} = \widehat{A} + \widehat{ACD} > \widehat{A} > 90^\circ$$

Do đó trong tam giác $BDC$, góc $\widehat{BDC}$ là góc tù, cạnh đối diện $BC$ là cạnh lớn nhất nên $BC > DC$ (hay $DC < BC$). (2)

Từ (1) và (2) suy ra: $DE < DC < BC \implies DE < BC$ (đpcm).

Bài 9.37 So sánh góc và cạnh mở rộng của tam giác

Cho tam giác $ABC$ ($AB > AC$). Trên đường thẳng chứa cạnh $BC$, lấy điểm $D$ và điểm $E$ sao cho $B$ nằm giữa $D$ và $C$, $C$ nằm giữa $B$ và $E$, $BD = BA, CE = CA$ (Hình 9.52).

  • a) So sánh $\widehat{ADE}$ và $\widehat{AED}$.
  • b) So sánh các đoạn thẳng $AD$ và $AE$.
Hình 9.52: Bài 9.37 SGK
Xem lời giải chi tiết

a) So sánh $\widehat{ADE}$ và $\widehat{AED}$:

Vì tam giác $ABD$ cân tại $B$ ($BD = BA$) nên $\widehat{BDA} = \widehat{BAD}$.

Góc $\widehat{ABC}$ là góc ngoài tại đỉnh $B$ của tam giác $ABD$, nên:

$$\widehat{ABC} = \widehat{BDA} + \widehat{BAD} = 2\widehat{BDA} \implies \widehat{BDA} = \frac{1}{2}\widehat{ABC} \quad \text{(tức là } \widehat{ADE} = \frac{1}{2}\widehat{ABC}\text{)}$$

Tương tự, tam giác $ACE$ cân tại $C$ ($CE = CA$) nên $\widehat{CEA} = \widehat{CAE}$.

Góc $\widehat{ACB}$ là góc ngoài tại đỉnh $C$ của tam giác $ACE$, nên:

$$\widehat{ACB} = 2\widehat{CEA} \implies \widehat{CEA} = \frac{1}{2}\widehat{ACB} \quad \text{(tức là } \widehat{AED} = \frac{1}{2}\widehat{ACB}\text{)}$$

Trong tam giác $ABC$, vì $AB > AC$ nên theo quan hệ giữa cạnh và góc đối diện: $\widehat{ACB} > \widehat{ABC}$.

Do đó: $\frac{1}{2}\widehat{ACB} > \frac{1}{2}\widehat{ABC} \implies \widehat{AED} > \widehat{ADE}$.

b) So sánh $AD$ và $AE$:

Xét tam giác $ADE$, cạnh đối diện với $\widehat{AED}$ là $AD$, cạnh đối diện với $\widehat{ADE}$ là $AE$.

Vì $\widehat{AED} > \widehat{ADE}$ nên theo định lí quan hệ giữa góc và cạnh đối diện trong tam giác $ADE$, ta có:

$$AD > AE$$

Bài 9.38 So sánh đường cao và đường trung tuyến với nửa chu vi hai cạnh

Gọi $AI$ và $AM$ lần lượt là đường cao và đường trung tuyến xuất phát từ đỉnh $A$ của tam giác $ABC$. Chứng minh rằng:

a) $AI < \frac{1}{2}(AB + AC)$

b) $AM < \frac{1}{2}(AB + AC)$

Xem lời giải chi tiết

a) Chứng minh $AI < \frac{1}{2}(AB + AC)$:

Đoạn thẳng $AI$ là đường cao kẻ từ $A$ đến $BC$, nên $AI$ là đường vuông góc kẻ từ $A$ đến đường thẳng $BC$.

Các đoạn thẳng $AB, AC$ là các đường xiên kẻ từ $A$ đến đường thẳng $BC$.

Đường vuông góc luôn ngắn hơn đường xiên kẻ từ cùng một điểm, nên $AI < AB$ và $AI < AC$.

Cộng vế với vế hai bất đẳng thức trên:

$$AI + AI < AB + AC \implies 2AI < AB + AC \implies AI < \frac{1}{2}(AB + AC)\text{ (đpcm)}.$$

b) Chứng minh $AM < \frac{1}{2}(AB + AC)$:

Trên tia đối của tia $MA$, lấy điểm $D$ sao cho $MD = MA \implies AD = 2AM$.

Xét hai tam giác $\Delta ABM$ và $\Delta DCM$ có: $AM = DM$, $\widehat{AMB} = \widehat{DMC}$ (đối đỉnh), $BM = CM$ (do $M$ là trung điểm $BC$).

Do đó $\Delta ABM = \Delta DCM\text{ (c.g.c)} \implies CD = AB$.

Trong tam giác $ACD$, áp dụng bất đẳng thức tam giác ta có:

$$AD < AC + CD \implies 2AM < AC + AB \implies AM < \frac{1}{2}(AB + AC)\text{ (đpcm)}.$$

Bài 9.39 Phát hiện trọng tâm để chứng minh tam giác cân

Cho tam giác $ABC$ có đường phân giác $AD$, điểm $D$ nằm trên $BC$ sao cho $BD = 2DC$. Trên đường thẳng $AC$, lấy điểm $E$ sao cho $C$ là trung điểm của $AE$ (Hình 9.53). Chứng minh rằng tam giác $ABE$ cân tại $A$.

Hình 9.53: Bài 9.39 SGK
Xem lời giải chi tiết

Xét tam giác $ABE$:

Vì $C$ là trung điểm của $AE$ nên đoạn thẳng $BC$ là một đường trung tuyến của tam giác $ABE$.

Điểm $D$ nằm trên $BC$ và $BD = 2DC \implies BD = \frac{2}{3}BC$.

Theo tính chất trọng tâm của tam giác, điểm $D$ chính là trọng tâm của tam giác $ABE$.

Vì $D$ là trọng tâm của tam giác $ABE$ nên đường thẳng đi qua đỉnh $A$ và trọng tâm $D$ là đường trung tuyến của tam giác $ABE$.

Mặt khác, theo giả thiết $AD$ là đường phân giác của góc $\widehat{BAC}$ (tức là góc $\widehat{BAE}$).

Tam giác $ABE$ có $AD$ vừa là đường trung tuyến vừa là đường phân giác nên tam giác $ABE$ cân tại $A$ (đpcm).

Bài 9.40 Ứng dụng thực tế: Uốn sợi dây thép thành tam giác cân

Một sợi dây thép dài $1{,}2\text{ m}$. Cần đánh dấu trên sợi dây thép đó hai điểm để khi uốn gập nó lại tại hai điểm đó sẽ tạo thành tam giác cân có một cạnh dài $30\text{ cm}$ (Hình 9.54). Em hãy mô tả các cách đánh dấu hai điểm trên sợi dây thép.

Hình 9.54: Bài 9.40 SGK
Xem lời giải chi tiết

Đổi đơn vị: $1{,}2\text{ m} = 120\text{ cm}$. Chu vi tam giác cần tạo thành bằng $120\text{ cm}$.

Cạnh dài $30\text{ cm}$ có thể là cạnh đáy hoặc cạnh bên của tam giác cân:

  • Trường hợp 1: Cạnh có độ dài $30\text{ cm}$ là cạnh đáy:

    Độ dài mỗi cạnh bên là: $\frac{120 - 30}{2} = 45\text{ (cm)}$.

    Kiểm tra bất đẳng thức tam giác: $45 + 45 = 90 > 30$ (thỏa mãn điều kiện tạo thành tam giác).

    Cách đánh dấu: Từ một đầu sợi dây thép, đo $45\text{ cm}$ đánh dấu điểm thứ nhất; từ điểm thứ nhất đo tiếp $45\text{ cm}$ đánh dấu điểm thứ hai. Sợi dây được chia thành ba đoạn: $45\text{ cm}, 45\text{ cm}, 30\text{ cm}$.

  • Trường hợp 2: Cạnh có độ dài $30\text{ cm}$ là cạnh bên:

    Khi đó hai cạnh bên có độ dài là $30\text{ cm}$ và $30\text{ cm}$.

    Độ dài cạnh đáy là: $120 - 30 - 30 = 60\text{ (cm)}$.

    Kiểm tra bất đẳng thức tam giác: $30 + 30 = 60 \ngtr 60$ (không thỏa mãn bất đẳng thức tam giác vì tổng hai cạnh không lớn hơn cạnh thứ ba).

    Do đó trường hợp này không tạo được tam giác.

Kết luận: Chỉ có DUY NHẤT một cách đánh dấu: chia sợi dây thành ba đoạn có độ dài lần lượt là $45\text{ cm}, 45\text{ cm}$ và $30\text{ cm}$.