Giải Toán 10: Bài 3. Các hệ thức trong tam giác và giải tam giác

§3. HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC VÀ GIẢI TAM GIÁC
A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ
ĐỊNH LÍ COSIN
Định lí
Trong tam giác ABC bất kì với BC = a, CA = b, AB = c tớ có:
a2 - b2 + c2 - 2bc cosA b2 = a2 + c2 - 2ac cosB c2 = a2 + b2 - 2ab cosC
Áp dụng: Tính chừng nhiều năm lối trung tuyến của tam giác.
Cho tam giác ABC với những cạnh BC = a, CA = b và AB = c. Gọi ma mãnh, mb
và mc là chừng nhiều năm những lối trung tuyến theo thứ tự vẽ kể từ những đỉnh A, B và c của tam giác. Ta có:
ĐỊNH LÍ SIN
Trong tam giác ABC bất kì với BC = a, CA = b, AB = c và R là nửa đường kính lối tròn trĩnh nước ngoài tiếp, tớ có:
sin A sinB sinC
CÔNG THỨC TÍNH DIỆN TÍCH TAM GIÁC
Diện tích s của tam giác ABC được xem theo dõi một trong số công thức sau:
s = 4 ab sin c = 4 be sin A = ị ca sin B 2 2 2
4R s = pr
s = Ợp(p - a)(p - b)(p - c) (công thức Hê-rông)
B. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
BÀI 1
Cho tam giác ABC vuông bên trên A, B = 58° và cạnh a = 72cm. Tính c, cạnh b, cạnh c và lối cao ha.
Giải
• c = 90° - B = 32°
• Theo toan lí sin, tớ suy ra: b =
asinC _ 72. sin 32°
sin A _ sin 90°
a sin B
sin A
72. sin 58°
sin 90°
38,15 (cm)
61,06 (cm)
• Ta có: s = g-bc = P.. a.ha (do tam giác ABC vuông bên trên A)
bc 61,60.38,15 a	72
32,35 (cm)
BÀI 2
Cho tam giác ABC biết những cạnh a = 52,lcm, b = 85cm và c = 54cm. Tính những góc Â, B và c.
Theo toan lí cosin, tớ suy ra:
0,8090
-0,2834
Ạ b-+c--a-	852 + 542 - (52,1)2
• cos A =	—	=	 	
2bc	2.85.54
a2 + c2 - b2 _ (52, l)2 + 542 - 852 2ac “	2.52,1.54
Vậy  « 36°.
Vậy B ~ 106°28’.
Suy rời khỏi c = 180° - (Â + B) = 180° - (36° + 106°28’) « 37°32’
BÀI 3
Giải
= 82 + 52 - 2.8.5.cosl20° a 129
=	-0^9
2.(11,36).5
a 23°
Cho tam giác ABC với  - 120°, cạnh b = 8cm và c = 5cm. Tính cạnh a và những góc B, c của tam giác cơ.
Theo toan lí cosin, tớ có: a2 = b2 + c2 - 2bccosA
Vậy a a ll,36cm.
a2 + C2 - b2
Ta có: cosB =	—	— =
2ac
Vậy B a 37°.
Suy ra: c = 180° - (Â + B)
BÀI 4
Tính diện tích S s của tam giác với số đo những cạnh theo thứ tự là 7,9 và 12.
Giải
Ta có:	2p= 7 + 9 + 12=>p=14
p-a=14-7 = 7 p - b = 14 - 9 = 5 p - c = 14 - 12 = 2
Ap dụng công thức Hêrong:
s = 714.7.5.2 = 722.72.5 = 14 75 (đvdt)
BÀI 5
Tam giác ABC với  = 120°. Tính cạnh BC cho biết thêm cạnh AC = m và AB = n.
Giải
Ta với BC2 = AC2 + AB2 - 2AB.AC cosl20°
BC2 = mét vuông + n2 - 2m.il. -
BC2 = mét vuông + n2 + mn => BC = ựm2 + n2 +
mn
BÀI 6
Tam giác ABC với những cạnh a = 8cm, b = 10cm và c = 13cm.
Tam giác cơ với góc tù không?
Tính chừng nhiều năm trung tuyến MA của tam giác ABC cơ.
Giải
Do a < b < c.
„ _ a2+ b2-c2 _ 82 +102 -132	1	-
2ab	2.8.10	'	16
=> c > 90° hoặc tam giác ABC với góc c tù.
Ta có:
MA2 = 2(AB2 + AC2) - BC2 = 2(102 + 132) - 82
= 118,5
MA « 10,89 (cm).
BÀI 7
Tính góc lớn số 1 của tam giác ABC biết:
Các cạnh a = 3cm, b = 4cm và c = 6cm.
Các cạnh a = 40cm, b = 13cm và c = 37cm.
Giải
Nhận xét: Trong tam giác đốì diện với cạnh rộng lớn nhát là góc lớn số 1. Vậy vô câu a) thì góc c là góc lớn số 1, còn vô câu b) thì góc A là góc lớn số 1.
~ 9 + 16-36	11	n	~ 	
a) cosC =--	. • = -77 ~ -0,4583 => c ~ 117°16’
2.3.4	24
h) cos =
BÀI 8
132 + 372 -402	62
2.13.37	-	702
A ~ 93°41’
Cho tam giác ABC biết cạnh a = 137,5cm, B = 83° và c - 57°. Tính góc A, nửa đường kính R của lối tròn trĩnh nước ngoài tiếp, cạnh b và c của tam giác.
Ta có: Â = 180° - (B + C) = 180° - (83° + 57°) = 40°
_ a bc
Theo toan lí sin, tớ có: ——- = ——— =	, tớ suy ra:
*	sin A sinB sinC
asinB 137,5.sin 83° b =	7	=	,« 212,31 (cm)
sin A sin 40°
asinC 137,5.sin57° ir,n .	.
c = ;	- =	" -"777	~ 179,40 (cm)
sin A	sin 40“
c	_	c	_	179.40
Ta có: -^t; = 2R « R =-f—. Vậy R =	= 106,95cm
sinC	2sinC	2 sin 57
BÀI 9
Cho hình bình hành ABCD với AB = a, BC - b, BD = m và AC = n. Chứng minh rằng mét vuông + n2 = 2(a2 + b2).
Giải	A
Cho hình bình hành ABCD, tớ nên bệnh minh:
AC2 + BD2 = 2(AB2 + AD2)
Ta có:	AC2 + BD2 = AC2 + BD~	D-
= (ÃẼ + ÃD)2 + (BÃ + BC)2 = 2(AB2 + AD2) + 2(ÃB.ÃD + BA.BC) Do BA = -AB và BC = AD nên:
AB.AD + BA.BC = 0
Vậy tớ có: AC2 + BD2 = 2(AB2 + AD2)
•*»
BÀI 10
Hai tàu thủy p và Q xa nhau 300m. Từ p và Q trực tiếp mặt hàng với chân A của tháp đèn biển AB. ơ bên trên bờ trở nên người tớ coi độ cao AB của tháp bên dưới những góc BPA =35" và BQA =48°. Tính độ cao của tháp.
A
Giải
• Xét tam giác PQB có: P.. = 35°, PQB = 132°
Suy ra: PQB = 180° - (35° + 132°) = 13°
.	, QB PQ
Theo toan lí sin, tớ có:
sin 35 sin 13
„„ PQ.sin35° 300. sin 35° => h>ky — . —— — 	—— 
sin 13°	sin 13"
Vậy BQ « 764,93m.
• Xét tam giác QBA, tớ có:
QBA = 180" - (48° + 90") = 42° Theo toan lí sin, tớ có:
AB = BQ	AB _ BQ.sin48° ~ 764,93.sin 48°
sin 48° _ sin 90°	_ sin 90°	~ sin 90°
Vậy AB ® 568,45 (cm).
BÀI 11
Muốn đo độ cao Tháp Chàm Por Klong Garai ở Ninh Thuận, người tớ lấy nhị điểm A và B bên trên mặt mày khu đất với khoảng cách AB = 12m nằm trong trực tiếp mặt hàng với chân c của tháp để tại vị nhị giác nối tiếp (hình bên). Chân của giác nối tiếp với độ cao h = l,3m. Gọi D là đỉnh tháp và nhị điểm Ap B1 nằm trong trực tiếp mặt hàng với Cj nằm trong độ cao CD của tháp. Người tớ đo được DA1C1 = 49° và DBjCj = 35°. Tính độ cao CD = CC1 + C1D của tháp cơ.
Giải
Ta có: DA1C1= 49° => DB1C1 = 131°
=> A1DB1 = 14°
Xét tam giác DAjBp tớ có:
„ . A,B, .sinDB.A,
DA, = ——! . 1—1
sin A1DB1 => DAj « 28,45 (m)
Xét tam giác DCjAp tớ có:
CJ1A1 = 90° - 49° = 41°, suy ra:
DC,	DA,
sinDÃ^C/ sin 90°
=> DC, = ĐA; <R5C|. 28.45 Sin49- ' sin 90°	1
Vậy độ cao tháp CD w 1,3 + 21,47 ~ 22,77 (m).