Cho tam giác ABC có AB = 3, AC = 4, $\widehat{BAC}=120°$ .  Tính (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị):

a) Độ dài cạnh BC và độ lớn góc B;

b) Bán kính đường tròn ngoại tiếp;

c) Diện tích của tam giác;

d) Độ dài đường cao xuất phát từ A;

e) $\overrightarrow{AB}.\overrightarrow{AC},\overrightarrow{AM}.\overrightarrow{BC}$  với M là trung điểm của BC.

a) + Áp dụng định lí côsin trong tam giác ABC ta có:

BC² = AB² + AC­² – 2 . AB . AC . cos$\widehat{BAC}$

        = 32 + 42 – 2 . 3. 4 . cos 120°

        = 9 + 16 – (– 12)

        = 37

Suy ra: $BC=\sqrt{37}\approx 6$.

+ Ta có: $\cos B=\frac{A{B}^2+B{C}^2-A{C}^2}{2.AB.BC}$$=\frac{3^2+6^2-4^2}{\mathrm{2.3.6}}=\frac{29}{36}$

Suy ra $\widehat{B}\approx 36°$.

b) Áp dụng định lí sin trong tam giác ABC ta có: $\frac{BC}{\sin A}=2R$

Suy ra: $R=\frac{BC}{2\sin A}=\frac{6}{2.\sin 120°}=2\sqrt{3}\approx 3$.

Vậy bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC là R ≈ 3.

c) Diện tích tam giác ABC là: $S=\frac{1}{2}AB.AC.\sin A$$=\frac{1}{2}\mathrm{.3.4.}\sin 120°=3\sqrt{3}\approx 5$.

d) Kẻ đường cao AH.

Ta có diện tích tam giác ABC là: $S=\frac{1}{2}AH.BC$

Suy ra: $AH=\frac{2S}{BC}=\frac{2.5}{6}\approx 2$.

e)

+ Ta có: $\overrightarrow{AB}.\overrightarrow{AC}=\left|\overrightarrow{AB}\right|.\left|\overrightarrow{AC}\right|.\cos \left(\overrightarrow{AB},\overrightarrow{AC}\right)$

$=AB.AC.\cos \widehat{BAC}$

= 3 . 4 . cos 120° = – 6.

Do đó: $\overrightarrow{AB}.\overrightarrow{AC}=-6$.

+ Do M là trung điểm của BC nên ta có: $\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}=2\overrightarrow{AM}$  .

Suy ra: $\overrightarrow{AM}=\frac{1}{2}\left(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}\right)$.

Khi đó: $\overrightarrow{AM}.\overrightarrow{BC}=\frac{1}{2}\left(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}\right).\overrightarrow{BC}$

$=\frac{1}{2}\left(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}\right).\left(\overrightarrow{BA}+\overrightarrow{AC}\right)$

$=\frac{1}{2}\left(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}\right).\left(\left(-\overrightarrow{AB}\right)+\overrightarrow{AC}\right)$

$=\frac{1}{2}\left(\overrightarrow{AC}+\overrightarrow{AB}\right).\left(\overrightarrow{AC}-\overrightarrow{AB}\right)$

$=\frac{1}{2}\left({\overrightarrow{AC}}^2-{\overrightarrow{AB}}^2\right)$

$=\frac{1}{2}\left(AC-AB\right)=\frac{1}{2}\left(4-3\right)=\frac{1}{2}$

  Vậy $\overrightarrow{AM}.\overrightarrow{BC}=\frac{1}{2}$.

Phương pháp giải:

1. Định lí côsin trong tam giác

 

Định lí côsin: Trong tam giác ABC với BC = a, CA = b, AB = c, ta có:

a² = b² + c² – 2bc.cosA;

b² = c² + a² – 2ca.cosB;

c² = a² + b² – 2ab.cosC.

Từ định lí côsin, ta có hệ quả sau đây:

Hệ quả:

cosA = $\frac{b^2+c^2-a^2}{2bc};$

cosB = $\frac{c^2+a^2-b^2}{2ca};$

cosC = $\frac{a^2+b^2-c^2}{2ab}.$

2. Định lí sin trong tam giác

Định lí sin: Trong tam giác ABC với BC = a, CA = b, AB = c, ta có:

$\frac{a}{\sin A}=\frac{b}{\sin B}=\frac{c}{\sin C}$= 2R,

trong đó R là bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC.

Từ định lí sin, ta có hệ quả sau đây:

Hệ quả:

a = 2R.sinA; b = 2R.sinB; c = 2R.sinC;

3. Các công thức tính diện tích tam giác

Cho tam giác ABC. Ta kí hiệu:

+) BC = a, CA = b, AB = c.

+) h_a, h_b, h_c là độ dài các đường cao lần lượt ứng với các cạnh BC, CA, AB.

+) R là bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác.

+) r là bán kính đường tròn nội tiếp tam giác.

+) p là nửa chu vi tam giác.

+) S là diện tích tam giác.

Ta có các công thức tính diện tích tam giác sau:

(1) S = $\frac{1}{2}$ah_a = $\frac{1}{2}$bh_b = $\frac{1}{2}$ch_c

(2) S = $\frac{1}{2}$ab.sinC = $\frac{1}{2}$bc.sinA = $\frac{1}{2}$ac.sinB;

(3) S = $\frac{abc}{4R}$;

(4) S = pr;

(5) $S=\sqrt{p\left(p-a\right)\left(p-b\right)\left(p-c\right)}$ (Công thức Heron).

Tham khảo thêm một số tài liệu liên quan:

Lý thuyết Định lí côsin và định lí sin (Chân trời sáng tạo) hay, chi tiết | Toán lớp 10

Trắc nghiệm Định lí côsin và định lí sin (Chân trời sáng tạo) có đáp án – Toán lớp 10