Tailieumoi.vn giới thiệu Giải bài tập Toán lớp 9 Bài 1: Đường tròn ngoại tiếp tam giác. Đường tròn nội tiếp tam giác chi tiết sách Toán 9 Tập 2 Cánh diều giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập môn Toán 9. Mời các bạn đón xem:
Giải bài tập Toán 9 Bài 1: Đường tròn ngoại tiếp tam giác. Đường tròn nội tiếp tam giác
Đường tròn đi qua ba đỉnh của tam giác được gọi là gì?
Lời giải:
Sau bài học này, chúng ta sẽ trả lời được câu hỏi trên như sau:
Đường tròn đi qua ba đỉnh của tam giác được gọi là đường tròn ngoại tiếp tam giác đó.
I. Đường tròn ngoại tiếp tam giác
Lời giải:
Các đỉnh A, B, C của tam giác ABC đều thuộc đường tròn (O).
Lời giải:
⦁ Đường tròn (O) là đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC vì nó đi qua ba đỉnh A, B, C của tam giác ABC.
⦁ Đường tròn (I) là đường tròn ngoại tiếp tam giác ABD vì nó đi qua ba đỉnh A, B, D của tam giác ABD.
a) Các đoạn thẳng OA, OB và OC có bằng nhau hay không?
b) Đặt R = OA. Đường tròn (O; R) có phải là đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC hay không? Vì sao?
Lời giải:
a) Vì O là giao điểm của ba đường trung trực của tam giác ABC nên điểm O cách đều ba đỉnh của tam giác ABC.
Do đó OA = OB = OC.
b) Ta có OA = OB = OC = R nên ba điểm A, B, C cùng nằm trên đường tròn (O; R) hay đường tròn (O; R) đi qua ba đỉnh của tam giác.
Vậy đường tròn (O; R) là đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC.
Lời giải:
Xét tam giác ABC vuông tại A có AO là đường trung tuyến ứng với cạnh huyền BC nên
Mà O là trung điểm của BC nên
Do đó
Vậy đường tròn (O; OB) đi qua các điểm A, B, C của tam giác ABC nên (O; OB) là đường tròn ngoại tiếp của tam giác ABC.
Lời giải:
Cách sử dụng ê ke để xác định tâm của một đường tròn bất kì khi chưa biết tâm của nó:
Bước 1. Lấy một điểm M bất kì trên đường tròn.
Bước 2. Đặt đỉnh vuông của ê ke trùng với điểm M.
Bước 3. Kẻ hai đường thẳng đi qua hai cạnh góc vuông của ê kê, hai đường thẳng này cắt đường tròn lần lượt tại hai điểm A, B (khác điểm M).
Bước 4. Nối đoạn thẳng AB, khi đó AB là đường kính của đường tròn.
Bước 5. Lấy O là trung điểm của AB, khi đó O là tâm của đường tròn đã cho.
Thật vậy, ∆MAB vuông tại M nên đường tròn ngoại tiếp tam giác MAB có tâm là trung điểm O của cạnh huyền AB.
a) AM, BN, CP có là các đường trung trực của tam giác ABC hay không?
b) Điểm O có là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC hay không?
c) Tính AM theo a.
d) Tính OA theo a.
Lời giải:
a) Vì ∆ABC đều nên ba đường trung tuyến AM, BN, CP cũng đồng thời là các đường trung trực của tam giác ABC.
b) Vì ba đường trung trực AM, BN, CP của tam giác ABC cắt nhau tại điểm O nên O là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC.
c) Vì ∆ABC đều nên
Xét ∆ABM vuông tại M, ta có:
d) Tam giác ABC có AM là đường trung tuyến và O là trọng tâm của tam giác.
Do đó
Vậy
Luyện tập 3 trang 71 Toán 9 Tập 2: Tam giác đều ABC nội tiếp đường tròn (O; 2 cm). Tính AB.
Lời giải:
Giả sử tam giác ABC đều có cạnh bằng a. Khi đó AB = a.
Vì tam giác đều ABC nội tiếp đường tròn (O; 2 cm) nên O là trọng tâm của tam giác và bán kính đường tròn ngoại tiếp (O; 2 cm) là
Suy ra
Vậy
II. Đường tròn nội tiếp tam giác
Lời giải:
Ta có AB ⊥ IP tại P thuộc đường tròn (I) nên AB là tiếp tuyến của đường tròn (I) hay AB tiếp xúc với đường tròn (I) tại P.
Tương tự, ta cũng có BC, CA tiếp xúc với đường tròn (I) lần lượt tại M, N.
Vậy các đường thẳng AB, BC, CA tiếp xúc với đường tròn (I) lần lượt tại P, M, N.
Lời giải:
Đường tròn (I) là đường tròn nội tiếp ∆ABC vì nó tiếp xúc với ba cạnh AB, BC, CA của tam giác.
Đường tròn (I) cũng là đường tròn nội tiếp ∆CDE vì nó tiếp xúc với ba cạnh CD, DE, EC của tam giác.
a) So sánh các đoạn thẳng IM, IN và IP.
b) Đặt r = IM. Đường tròn (I; r) có phải là đường tròn nội tiếp tam giác ABC hay không? Vì sao?
Lời giải:
a) Vì O là giao điểm của ba đường phân giác của tam giác ABC nên điểm O cách đều ba cạnh AB, BC, CA của tam giác ABC.
Do đó IP = IM = IN.
b) Ta có IM = IN = IP = r nên ba điểm M, N, P cùng nằm trên đường tròn (O; r).
Lại có IM ⊥ BC, IN ⊥ AC, IP ⊥ AB nên đường tròn (O; r) tiếp xúc với ba cạnh BC, AC, AB.
Vậy đường tròn (O; r) là đường tròn nội tiếp tam giác ABC.
a) AM, BN, CP có là các đường phân giác của tam giác ABC hay không?
b) Điểm O có là tâm đường tròn nội tiếp tam giác ABC hay không?
c) Tính OM theo a.
Lời giải:
a) Vì ∆ABC đều nên ba đường trung tuyến AM, BN, CP cũng đồng thời là các đường phân giác của tam giác ABC.
b) Vì ba đường phân giác AM, BN, CP của tam giác ABC cắt nhau tại điểm O nên O là tâm đường tròn nội tiếp tam giác ABC.
c) Vì ∆ABC đều nên
Xét ∆ABM vuông tại M, ta có:
Tam giác ABC có AM là đường trung tuyến và O là trọng tâm của tam giác.
Do đó
Vậy
Luyện tập 5 trang 73 Toán 9 Tập 2: Cho tam giác đều ABC ngoại tiếp đường tròn (O; 6 cm). Tính AB.
Lời giải:
Gọi độ dài các cạnh của tam giác đều ABC là a (cm). Khi đó AB = a (cm).
Vì tam giác ABC đều ngoại tiếp đường tròn (O; 6 cm) nên ta có
Suy ra
Vậy
Bài tập
Lời giải:
⦁ Ở Hình 15a, đường tròn (O) là đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC, vì đường tròn (O) đi qua cả ba đỉnh A, B, C của tam giác ABC.
⦁ Ở Hình 15b, đường tròn (O) không là đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC vì nó không đi qua đỉnh C của tam giác ABC.
⦁ Ở Hình 15c, đường tròn (O) không là đường tròn nội tiếp tam giác ABC, vì nó không tiếp xúc với cạnh BC.
⦁ Ở Hình 15d, đường tròn (O) là đường tròn nội tiếp tam giác ABC, vì nó tiếp xúc với ba cạnh AB, BC, CA của tam giác ABC.
Lời giải:
Xét ∆ABC vuông tại A, theo định lí Pythagore, ta có:
BC2 = AB2 + AC2 = 52 + 122 = 169.
Suy ra BC = 13 (cm).
Mặt khác, đường tròn ngoại tiếp tam giác vuông ABC có tâm là trung điểm O của cạnh huyền BC và bán kính bằng nửa cạnh huyền BC.
Vậy bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC vuông tại A là
Lời giải:
Giả sử đường tròn (I; 4 cm) nội tiếp tam giác đều ABC có cạnh bằng a (cm). Khi đó AB = a (cm).
Vì tam giác ABC đều ngoại tiếp đường tròn (I; 4 cm) nên ta có
Suy ra
Vậy
Lời giải:
Giả sử tam giác ABC đều có cạnh bằng a (dm) nội tiếp đường tròn (O; 4 dm).
Khi đó AB = a (dm).
Vì tam giác đều ABC nội tiếp đường tròn (O) nên ta có
Suy ra
Vậy
a) DB ⊥ AB và CD ⊥ AC;
b) Tứ giác BHCD là hình bình hành;
c) AC2 + BH2 = 4R2;
d) Ba điểm H, M, D thẳng hàng và AH = 2OM.
Lời giải:
a) Vì góc ABD, góc ACD đều là các góc nội tiếp chắn nửa đường tròn (O) (do AD là đường kính của (O)) nên
Do đó DB ⊥ AB và CD ⊥ AC.
b) Vì H là trực tâm của ∆ABC nên BH ⊥ AC và CH ⊥ AB.
Lại có CD ⊥ AC và DB ⊥ AB (câu a) nên BH // CD và CH // BD.
Xét tứ giác BHCD có BH // CD và CH // BD nên BHCD là hình bình hành.
c) Vì BHCD là hình bình hành nên BH = CD.
Xét ∆ACD vuông tại C, theo định lí Pythagore, ta có:
AD2 = AC2 + CD2
Suy ra (2R)2 = AC2 + BH2
Hay AC2 + BH2 = 4R2.
d) Vì BHCD là hình bình hành nên hai đường chéo BC và HD cắt nhau tại trung điểm của mỗi đường.
Mà M là trung điểm của BC nên M cũng là trung điểm của HD, do đó ba điểm H, M, D thẳng hàng.
Lại có AD là đường kính của đường tròn (O) nên O là trung điểm của AD.
Xét ∆AHD có O, M lần lượt là trung điểm của AB, HD nên OM là đường trung bình của tam giác,
Do đó hay AH = 2OM.
Chứng minh:
a) Ba điểm I, H, K thẳng hàng;
b) AM = AN;
c)
Lời giải:
a) Vì đường tròn (I) tiếp xúc với đường thẳng AC tại điểm H nên IH ⊥ AC tại H, do đó
Vì đường tròn (K) tiếp xúc với đường thẳng AC tại điểm H nên KH ⊥ AC tại H, do đó
Ta có
Suy ra ba điểm I, H, K thẳng hàng.
b) Xét đường tròn (I) có hai tiếp tuyến AB, AC cắt nhau tại A nên điểm A cách đều hai tiếp điểm M và H hay AM = AH (tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau).
Xét đường tròn (K) có hai tiếp tuyến AD, AC cắt nhau tại A nên điểm A cách đều hai tiếp điểm N và H hay AN = AH (tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau).
Do đó AM = AN.
c) Xét đường tròn (I) có hai tiếp tuyến AB, AC cắt nhau tại A nên AI là đường phân giác của góc BAC, do đó
Xét đường tròn (K) có hai tiếp tuyến AD, AC cắt nhau tại A nên AK là đường phân giác của góc CAD, do đó
Ta có:
Vậy
Xem thêm các bài giải bài tập Toán lớp 9 Cánh diều hay, chi tiết khác:
§1. Đường tròn ngoại tiếp tam giác. Đường tròn nội tiếp tam giác
§2. Tứ giác nội tiếp đường tròn
§1. Đa giác đều. Hình đa giác đều trong thực tiễn
Lý thuyết Đường tròn ngoại tiếp tam giác. Đường tròn nội tiếp tam giác
1. Đường tròn ngoại tiếp tam giác
1.1. Định nghĩa
– Định nghĩa: Đường tròn đi qua ba đỉnh của tam giác được gọi là đường tròn ngoại tiếp tam giác đó.
Chú ý: Khi đường tròn (O) ngoại tiếp tam giác ABC, ta còn nói tam giác ABC nội tiếp đường tròn (O).
Ví dụ 1. Cho hai đường tròn (I) và (J) cắt nhau tại M và N. Gọi E, F lần lượt là hai điểm trên đường tròn (I) và (J) (E, F ≠ M, N).
a) Đường tròn nào ngoại tiếp tam giác MNE?
b) Tam giác MNF nội tiếp đường tròn nào?
Hướng dẫn giải
a) Đường tròn (I) là đường tròn ngoại tiếp tam giác MNE vì đường tròn (I) đi qua cả ba đỉnh M, N, E của tam giác MNE.
b) Tam giác MNF nội tiếp đường tròn (J) vì đường tròn (J) đi qua cả ba đỉnh M, N, F của tam giác MNF.
1.2. Xác định tâm và bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác
– Tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác là giao điểm ba đường trung trực của tam giác đó.Bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác bằng khoảng cách từ giao điểm ba đường trung trực đến mỗi đỉnh của tam giác đó.
Nhận xét:
⦁ Vì ba đường trung trực của tam giác cùng đi qua một điểm nên tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác là giao điểm hai đường trung trực bất kì của tam giác đó.
⦁ Mỗi tam giác có đúng một đường tròn ngoại tiếp.
Chẳng hạn, ở hình vẽ dưới đây, ta có:
Ba đường trung trực ứng với mỗi cạnh AB, BC, CA của tam giác ABC cắt nhau tại O.
Khi đó O là tâm của đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC và bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC là R = OA = OB = OC.
– Đường tròn ngoại tiếp tam giác vuông có tâm là trung điểm của cạnh huyền và bán kính bằng nửa cạnh huyền của tam giác vuông đó.
Ví dụ 2. Cho tam giác ABC vuông tại A có AB = 8 cm và AC = 6 cm. Xác định tâm và tính bán kính của đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC.
Hướng dẫn giải
Gọi O là trung điểm của BC.
Vì tam giác ABC vuông tại A nên O là tâm của đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC.
Tam giác ABC vuông tại A, theo định lí Pythagore, ta có:
BC2 = AB2 + AC2
Suy ra BC2 = 82 + 62 = 100.
Do đó (cm)
Vì tam giác ABC vuông tại A nên bán kính R của đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC bằng nửa cạnh huyền BC.
Do đó (cm).
Vậy đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC có tâm O là trung điểm của BC và bán kính R = 5 cm.
–Trong một tam giác đều, trọng tâm của tam giác đồng thời là tâm đường tròn ngoại tiếp của tam giác đó.Tam giác đều cạnh a có bán kính đường tròn ngoại tiếp là
Ví dụ 3.Xác định tâm và tính bán kính của đường tròn ngoại tiếp tam giác đều ABC có cạnh bằng 9 cm.
Hướng dẫn giải
Gọi O là trọng tâm của tam giác ABC.Khi đó O là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác đều ABC.
Bán kính của đường tròn ngoại tiếp tam giác đều ABC là:
(cm).
Vậy đường tròn ngoại tiếp tam giác đều ABC có tâm O là trọng tâm của tam giác ABC và bán kính cm.
2. Đường tròn nội tiếp tam giác
2.1. Định nghĩa
– Định nghĩa: Đường tròn tiếp xúc với ba cạnh của tam giác được gọi là đường tròn nội tiếp tam giác đó.
Chú ý: Khi đường tròn (I) nội tiếp tam giác ABC, ta còn nói tam giác ABC ngoại tiếp đường tròn (I).
Ví dụ 4.Cho và đường tròn (I) tiếp xúc với hai cạnh Ox, Oy. Kẻ tiếp tuyến d của đường tròn (I) sao cho d cắt Ox, Oy lần lượt tại A, B và I nằm trong tam giác OAB.
Khi đó đường tròn (I) nội tiếp tam giác OAB hay tam giác OAB ngoại tiếp đường tròn (I).
2.2. Xác định tâm và bán kính đường tròn nội tiếp tam giác
– Tâm đường tròn nội tiếp tam giác là giao điểm ba đường phân giác của tam giác đó. Bán kính đường tròn nội tiếp tam giác bằng khoảng cách từ giao điểm ba đường phân giác đến mỗi cạnh của tam giác đó.
Nhận xét:
⦁ Vì ba đường phân giác của một tam giác cùng đi qua một điểm nên tâm đường tròn nội tiếp là giao điểm hai đường phân giác bất kì của tam giác đó.
⦁ Mỗi tam giác có đúng một đường tròn nội tiếp.
Chẳng hạn, ở hình vẽ dưới đây, ta có:
Ba đường phân giác xuất phát từ các đỉnh A, B, C của tam giác ABC cắt nhau tại I.
Gọi M, N, P lần lượt là hình chiếu của I trên các cạnh BC, CA, AB.
Khi đó I là tâm của đường tròn nội tiếp tam giác ABC và bán kính đường tròn nội tiếp tam giác ABC là r = IM = IN = IP.
– Trong một tam giác đều, trọng tâm của tam giác đồng thời là tâm đường tròn nội tiếp tam giác đó. Tam giác đều cạnh a có bán kính đường tròn nội tiếp là
Ví dụ 5. Xác định tâm và tính bán kính của đường tròn ngoại tiếp tam giác đều ABC có cạnh bằng 12 cm.
Hướng dẫn giải
Gọi O là trọng tâm của tam giác ABC.Khi đó O là tâm đường tròn nội tiếp tam giác đều ABC.
Bán kính của đường tròn nội tiếp tam giác đều ABC là:
(cm).
Vậy đường tròn nội tiếp tam giác đều ABC có tâm O là trọng tâm của tam giác ABC và bán kính cm.