Giải bài tập Bài 34 Sự đồng quy của ba đường trung tuyến, ba đường phân giác trong một tam giác (Chương 9 Toán 7 Kết nối)
============
Giải bài 9.20 trang 76 SGK Toán 7 Kết nối tri thức tập 2 – KNTT
Cho tam giác ABC với hai đường trung tuyến BN, CP và trọng tâm G. Hãy tìm số thích hợp vào chỗ chấm hỏi để được các đẳng thức:
BG = ? BN, CG = ? CP;
BG = ? GN, CG = ? GP.
Phương pháp giải
+) Sử dụng định lí về sự đồng quy của ba đường trung tuyến của tam giác.
+) Quy tắc cộng đoạn thẳng.
Lời giải chi tiết
Vì G là trọng tâm của \(\Delta ABC\) nên \(BG = \dfrac{2}{3}BN,CG = \dfrac{2}{3}CP\)
Ta có: GN = BN – BG = BN – \(\dfrac{2}{3}\)BN = \(\dfrac{1}{3}\)BN; GP = CP – CG = CP – \(\dfrac{2}{3}\)CP = \(\dfrac{1}{3}\)CP
Do đó, BN = 3. GN ; CP = 3. GP
Như vậy, \(BG = \dfrac{2}{3}BN = \dfrac{2}{3}.3.GN = 2GN;CG = \dfrac{2}{3}CP = \dfrac{2}{3}.3.GP = 2GP\)
Vậy \(BG = \dfrac{2}{3}BN,CG = \dfrac{2}{3}CP\);
BG = 2GN; CG = 2GP.
–>
— *****
Giải bài 9.21 trang 76 SGK Toán 7 Kết nối tri thức tập 2 – KNTT
Chứng minh rằng:
a) Trong một tam giác cân, hai đường trung tuyến ứng với 2 cạnh bên là hai đoạn thẳng bằng nhau.
b) Ngược lại, nếu tam giác có hai đường trung tuyến bằng nhau thì tam giác đó cân.
Phương pháp giải
Xét các tam giác bằng nhau, suy ra cặp cạnh tương ứng bằng nhau.
Lời giải chi tiết
Gọi BM, CN là 2 đường trung tuyến của \(\Delta ABC\)
\( \Rightarrow \)MA = MC = \(\dfrac{1}{2}\)AC; NA = NB = \(\dfrac{1}{2}\)AB
Vì \(\Delta ABC\) cân tại A nên AB = AC ( tính chất)
Do đó, AM = MC = NA = NB
Xét \(\Delta \)ANC và \(\Delta \)AMB, ta có:
AN = AM
\(\widehat A\) chung
AC = AB
\( \Rightarrow \)\(\Delta \)ANC = \(\Delta \)AMB (c.g.c)
\( \Rightarrow \) NC = MB ( 2 cạnh tương ứng)
Vậy 2 đường trung tuyến ứng với 2 cạnh bên của tam giác cân là hai đoạn thẳng bằng nhau.
Vì \(∆ABC\) có hai đường trung tuyến \(BM\) và \(CN\) cắt nhau ở \(G\)
\(\Rightarrow \) \(G\) là trọng tâm của tam giác \(ABC\).
\(\Rightarrow GB = \dfrac{2}{3}BM\); \(GC = \dfrac{2}{3}CN\) ( tính chất đường trung tuyến trong tam giác)
Mà \(BM = CN\) (giả thiết) nên \(GB = GC.\)
Tam giác \(GBC\) có \(GB = GC\) nên \(∆GBC\) cân tại \(G\).
\(\Rightarrow \) \(\widehat{GCB} = \widehat{GBC}\) (Tính chất tam giác cân).
Xét \(∆BCN\) và \(∆CBM\) có:
+) \(BC\) là cạnh chung
+) \(CN = BM\) (giả thiết)
+) \(\widehat{GCB} = \widehat{GBC}\) (chứng minh trên)
Suy ra \(∆BCN = ∆CBM\) (c.g.c)
\(\Rightarrow \) \(\widehat{NBC} = \widehat{MCB}\) (hai góc tương ứng).
\(\Rightarrow ∆ABC\) cân tại \(A\) (tam giác có hai góc bằng nhau là tam giác cân)
–>
— *****
Giải bài 9.22 trang 76 SGK Toán 7 Kết nối tri thức tập 2 – KNTT
Cho góc xOy khác góc bẹt. Dùng compa dựng đường tròn tâm O cắt Ox tại A và cắt Oy tại B. Sau đó dựng hai đường tròn tâm A, tâm B có bán kính bằng nhau sao cho chúng cắt nhau tại M nằm nên trong góc xOy. Chứng minh rằng tia OM là tia phân giác của góc xOy.
Phương pháp giải
Xét các tam giác bằng nhau, suy ra cặp góc tương ứng bằng nhau.
Lời giải chi tiết
Ta có: AM = bán kính đường tròn tâm A
BM = bán kính đường tròn tâm B
Mà 2 đường tròn này có bán kính bằng nhau
Do đó, AM = BM
Xét \(\Delta \)OAM và \(\Delta \)ONM có:
OA = OB( = bán kính đường tròn tâm O)
MA = MB
OM chung
\( \Rightarrow \) \(\Delta \)OAM và \(\Delta \)ONM ( c.c.c)
\( \Rightarrow \) \(\widehat {AOM} = \widehat {BOM}\) ( 2 góc tương ứng)
Mà OM nằm giữa 2 tia OA và OB
\( \Rightarrow \) OM là tia phân giác của góc AOB.
–>
— *****
Giải bài 9.23 trang 76 SGK Toán 7 Kết nối tri thức tập 2 – KNTT
Kí hiệu I là điểm đồng quy của ba đường phân giác trong tam giác ABC. Tính góc BIC khi biết góc BAC bằng 120\(^\circ \).
Phương pháp giải
Áp dụng tính chất tia phân giác của một góc và tổng 3 góc trong một tam giác bằng 180 độ.
Lời giải chi tiết
Vì BI là tia phân giác của góc ABC nên \(\widehat {{B_1}} = \widehat {{B_2}} = \dfrac{1}{2}.\widehat {ABC}\)
Vì CI là tia phân giác của góc ACB nên \(\widehat {{C_1}} = \widehat {{C_2}} = \dfrac{1}{2}.\widehat {ACB}\)
Áp dụng định lí tổng ba góc trong tam giác ABC, ta có:
\(\begin{array}{l}\widehat {BAC} + \widehat {ABC} + \widehat {ACB} = 180^\circ \\ \Rightarrow \widehat {ABC} + \widehat {ACB} = 180^\circ – \widehat {BAC} = 180^\circ – 120^\circ = 60^\circ \\ \Rightarrow \widehat {{B_2}} + \widehat {{C_2}} = \dfrac{1}{2}.\left( {\widehat {ABC} + \widehat {ACB}} \right) = \dfrac{1}{2}.60^\circ = 30^\circ \end{array}\)
Áp dụng định lí tổng ba góc trong tam giác BIC, ta có:
\(\begin{array}{l}\widehat {BIC} + \widehat {{B_2}} + \widehat {{C_2}} = 180^\circ \\ \Rightarrow \widehat {BIC} = 180^\circ – \left( {\widehat {{B_2}} + \widehat {{C_2}}} \right) = 180^\circ – 30^\circ = 150^\circ \end{array}\)
Vậy \(\widehat {BIC} = 150^\circ \)
–>
— *****
Giải bài 9.24 trang 76 SGK Toán 7 Kết nối tri thức tập 2 – KNTT
Gọi BE và CF là hai đường phân giác của tam giác ABC cân tại A. Chứng minh BE = CF.
Phương pháp giải
Sử dụng tính chất của tam giác cân, xét 2 tam giác bằng nhau rồi chỉ ra 2 cạnh tương ứng bằng nhau.
Lời giải chi tiết
Vì tam giác ABC cân tại A nên AB = AC; \(\widehat {ABC} = \widehat {ACB}\) ( tính chất)
Vì BE là là tia phân giác của góc ABC nên \(\widehat {{B_1}} = \widehat {{B_2}} = \dfrac{1}{2}.\widehat {ABC}\)
Vì CF là tia phân giác của góc ACB nên \(\widehat {{C_1}} = \widehat {{C_2}} = \dfrac{1}{2}.\widehat {ACB}\)
Do đó, \(\widehat {{B_1}} = \widehat {{C_1}}\)
Xét \(\Delta ABE\) và \(\Delta ACF\), ta có:
\(\widehat A\) chung
AB = AC
\(\widehat {{B_1}} = \widehat {{C_1}}\)
\( \Rightarrow \Delta ABE = \Delta ACF\left( {g.c.g} \right)\)
\( \Rightarrow \)BE = CF ( 2 cạnh tương ứng)
–>
— *****
Giải bài 9.25 trang 76 SGK Toán 7 Kết nối tri thức tập 2 – KNTT
Trong tam giác ABC, hai đường phân giác của các góc B và C cắt nhau tại D. Kẻ DP vuông góc với BC, DQ vuông góc với CA, DR vuông góc với AB.
a) Hãy giải thích tại sao DP = DR.
b) Hãy giải thích tại sao DP = DQ.
c) Từ câu a và b suy ra DR = DQ. Tại sao D nằm trên tia phân giác của góc A? ( Đây là một cách chứng minh định lí 2)
Phương pháp giải
Sử dụng tính chất tia phân giác của một góc, xét 2 tam giác bằng nhau, suy ra các cạnh tương ứng bằng nhau.
Lời giải chi tiết
a) Vì BD là tia phân giác của góc ABC nên \(\widehat {{B_1}} = \widehat {{B_2}} = \dfrac{1}{2}.\widehat {ABC}\)
Vì CD là tia phân giác của góc ACB nên \(\widehat {{C_1}} = \widehat {{C_2}} = \dfrac{1}{2}.\widehat {ACB}\)
Xét \(\Delta BDP\) vuông tại P và \(\Delta BDR\) vuông tại R, ta có:
\(\widehat {{B_2}} = \widehat {{B_1}}\)
BD chung
\( \Rightarrow \Delta BDP = \Delta BDR\) ( cạnh huyền – góc nhọn)
\( \Rightarrow \) DP = DR ( 2 cạnh tương ứng) (1)
b) Xét \(\Delta CDP\) vuông tại P và \(\Delta CDQ\) vuông tại Q, ta có:
\(\widehat {{C_2}} = \widehat {{C_1}}\)
CD chung
\( \Rightarrow \Delta CDP = \Delta CDQ\) ( cạnh huyền – góc nhọn)
\( \Rightarrow \) DP = DQ ( 2 cạnh tương ứng) (2)
c) Từ (1) và (2), ta được: DR = DQ ( cùng bằng DP).
D nằm trên tia phân giác của góc A do D cách đều AB và AC.
–>
— *****
Trả lời