Giải SBT Toán 9 Bài 3: Liên hệ giữa dây và khoảng cách từ tâm đến dây
Bài 24 trang 160 SBT Toán 9 tập 1: Cho hình trong đó Chứng minh rằng:
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức: Trong một đường tròn:
+) Hai dây bằng nhau thì cách đều tâm.
+) Đường kính vuông góc với một dây thì đi qua trung điểm của dây ấy.
Lời giải:
Nối
Ta có:
Suy ra: (hai dây bằng nhau cách đều tâm)
Xét hai tam giác và ta có:
+)
+) chung
+) ( chứng minh trên)
Suy ra: (cạnh huyền, cạnh góc vuông)
Suy ra:
Xét (O) có:
Suy ra: (đường kính vuông góc với dây cung thì đi qua trung điểm của dây ấy)
Xét (O) có:
Suy ra: (đường kính vuông góc với dây cung thì đi qua trung điểm của dây ấy)
Mặt khác:
Từ và suy ra:
Mà ( chứng minh câu a)
Hay
Từ và suy ra:
Bài 25 trang 160 SBT Toán 9 tập 1: Cho hình trong đó hai dây bằng nhau và vuông góc với nhau tại Tính khoảng cách từ đến mỗi dây.
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức: Trong một đường tròn:
+) Hai dây bằng nhau thì cách đều tâm.
+) Đường kính vuông góc với một dây thì đi qua trung điểm của dây ấy.
Lời giải:
Kẻ
Vì tứ giác có ba góc vuông nên nó là hình chữ nhật.
Ta có:
Suy ra: (hai dây bằng nhau cách đều tâm)
Suy ra tứ giác là hình vuông.
Ta có:
Xét (O) có mà OH là 1 phần đường kính và CD là dây cung nên (quan hệ giữa đường kính và dây cung)
Suy ra
Do đó (do là hình vuông).
Vậy khoảng cách từ đến mỗi dây là 6cm.
Bài 26 trang 160 SBT Toán 9 tập 1: Cho đường tròn dây và dây Giao điểm của các đường thẳng nằm ngoài đường tròn. Đường tròn cắt và tại và Chứng minh rằng
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức: Trong hai dây của một đường tròn:
+) Dây nào lớn hơn thì dây đó gần tâm hơn.
+) Dây nào gần tâm hơn thì dây đó lớn hơn.
Lời giải:
Kẻ
Trong ta có:
Suy ra: (dây lớn hơn gần tâm hơn)
Trong ta có: (cmt)
Suy ra: (dây gần tâm hơn thì lớn hơn).
Bài 27 trang 160 SBT Toán 9 tập 1: Cho đường tròn và điểm nằm bên trong đường tròn. Chứng minh rằng dây vuông góc với tại ngắn hơn mọi dây khác đi qua
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức: Trong hai dây của một đường tròn:
+) Dây nào lớn hơn thì dây đó gần tâm hơn.
Lời giải:
Gọi là dây bất kì đi qua và không vuông góc với
Kẻ
Tam giác vuông tại nên
Suy ra: ( dây lớn hơn gần tâm hơn)
Vậy dây vuông góc với tại ngắn hơn mọi dây khác đi qua
Bài 28 trang 160 SBT Toán 9 tập 1: Tam giác nội tiếp đường tròn có Gọi theo thứ tự là khoảng cách từ đến So sánh các độ dài
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức:
+) Trong một tam giác, cạnh nào đối diện với góc lớn hơn thì cạnh đó lớn hơn.
+) Trong hai dây của một đường tròn, dây nào lớn hơn thì dây đó gần tâm hơn.
Lời giải:
Tam giác có nên suy ra:
(cạnh đối diện góc lớn hơn thì lớn hơn)
Ta có lần lượt là các dây cung của đường tròn
Mà nên suy ra:
( dây lớn hơn thì gần tâm hơn).
Bài 29 trang 161 SBT Toán 9 tập 1: Cho đường tròn hai dây bằng nhau và cắt nhau tại điểm nằm bên trong đường tròn. Chứng minh rằng:
là tia phân giác của một trong hai góc tạo bởi hai dây và
Điểm chia thành các đoạn thẳng bằng nhau đôi một.
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức: Trong một đường tròn:
+) Hai dây bằng nhau thì cách đều tâm.
+) Đường kính vuông góc với một dây thì đi qua trung điểm của dây ấy.
Lời giải:
Kẻ
Ta có:
Suy ra: (hai dây bằng nhau cách đều tâm)
Do đó O nằm trên tia phân giác của góc BID (tính chất đường phân giác)
Vậy là tia phân giác của góc
Xét hai tam giác và ta có:
+)
+) chung
+) (chứng minh trên)
Suy ra: (cạnh huyền, cạnh góc vuông)
Suy ra:
Xét (O) có nên (đường kính vuông góc với một dây thì đi qua trung điểm của dây ấy)
Xét (O) có nên (đường kính vuông góc với một dây thì đi qua trung điểm của dây ấy)
Mà (gt) nên hay mà (theo (1))
Suy ra:
Ta lại có (gt) hay mà (cmt) nên
Vậy .
Bài 30 trang 161 SBT Toán 9 tập 1: Cho đường tròn tâm bán kính Hai dây song song với nhau và có độ dài theo thứ tự bằng Tính khoảng cách giữa hai dây ấy.
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức:
+) Trong một đường tròn, đường kính vuông góc với một dây thì đi qua trung điểm của dây ấy.
+) Sử dụng định lí Py-ta-go: Trong tam giác vuông, bình phương cạnh huyền bằng tổng bình phương hai cạnh góc vuông.
Lời giải:
Kẻ
Xét (O) có mà OK là 1 phần đường kính và CD là dây cung (đường kính vuông góc với một dây thì đi qua trung điểm của dây ấy)
Xét (O) có mà OH là 1 phần đường kính và CD là dây cung (đường kính vuông góc với một dây thì đi qua trung điểm của dây ấy)
Vì nên thẳng hàng.
Áp dụng định lí Pi-ta-go vào tam giác vuông ta có:
Suy ra:
Áp dụng định lí Pi-ta-go vào tam giác vuông ta có:
Suy ra:
* Trường hợp nằm giữa hai dây và :
* Trường hợp nằm ngoài hai dây và :
Bài 31 trang 161 SBT Toán 9 tập 1: Cho đường tròn các bán kính và Trên cung nhỏ lấy các điểm và sao cho Gọi là giao điểm của các đường thẳng và Chứng minh rằng:
là tia phân giác của góc
vuông góc với
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức:
+) Trong một đường tròn: Hai dây bằng nhau thì cách đều tâm.
+) Trong tam giác cân, đường trung tuyến ứng với cạnh đáy vừa là đường cao, đường phân giác.
Lời giải:
Kẻ
Ta có:
Suy ra: (hai dây bằng nhau cách đều tâm)
Xét hai tam giác và ta có:
chung
(chứng minh trên)
Suy ra: (cạnh huyền, cạnh góc vuông)
(1)
Xét hai tam giác và ta có:
(cùng bằng bán kính)
( chứng minh trên)
Suy ra: (cạnh huyền, cạnh góc vuông)
(2)
Từ (1) và (2) suy ra: hay
Vậy là tia phân giác của
Tam giác cân tại (do có là tia phân giác nên đồng thời cũng là đường cao ( tính chất tam giác cân).
Suy ra:
Chú ý: TH hình vẽ dưới đây các em vẫn làm như trên:
Bài 32* trang 161 SBT Toán 9 tập 1: Cho đường tròn tâm bán kính điểm cách là
Tính độ dài dây ngắn nhất đi qua điểm
Tính độ dài dây dài nhất đi qua
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức:
+) Trong các dây của một đường tròn, dây lớn nhất là đường kính.
+) Trong hai dây của đường tròn, dây nào lớn hơn thì dây đó gần tâm hơn.
+) Trong một đường tròn, đường kính vuông góc với dây cung thì đi qua trung điểm của dây ấy.
Lời giải:
Dây đi qua ngắn dây là dây vuông góc với (xem bài 27 trang 160 SBT toán 9 tập 1)
Áp dụng định lí Pi-ta-go vào tam giác vuông ta có:
Suy ra:
Xét (O) có mà OM là 1 phần đường kính và AB là dây cung
Suy ra M là trung điểm dây AM (đường kính vuông góc với dây cung thì đi qua trung điểm của dây ấy), do đó
Hay:
Dây đi qua lớn nhất khi nó là đường kính của đường tròn Vậy dây có độ dài bằng
Bài 33* trang 161 SBT Toán 9 tập 1: Cho đường tròn hai dây và cắt nhau tại điểm nằm bên trong đường tròn. Gọi và theo thứ tự là trung điểm của và Cho biết chứng minh rằng
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức:
+) Trong hai dây của một đường tròn: Dây nào lớn hơn thì dây đó gần tâm hơn.
+) Trong một đường tròn: Đường kính đi qua trung điểm của dây không đi qua tâm thì vuông góc với dây đó.
+) Định lý Pytago: Trong tam giác vuông, bình phương cạnh huyền bằng tổng bình phương hai cạnh góc vuông.
Lời giải:
Xét (O) có
Suy ra: (đường kính đi qua trung điểm của dây không đi qua tâm thì vuông góc với dây đó)
Xét (O) có
Suy ra: (đường kính đi qua trung điểm của dây không đi qua tâm thì vuông góc với dây đó)
Mà
Nên ( dây lớn hơn thì gần tâm hơn)
Áp dụng định lí Pi-ta-go vào tam giác vuông ta có:
Suy ra:
Áp dụng định lí Pi-ta-go vào tam giác vuông ta có:
Suy ra:
Mà
Từ và suy ra: hay
Bài 34* trang 161 SBT Toán 9 tập 1: Cho đường tròn và hai điểm nằm bên trong đường tròn và không cùng thuộc một đường kính. Dựng hai dây song song và bằng nhau sao cho điểm nằm trên một dây, điểm nằm trên dây còn lại.
Phương pháp giải:
+) Cách dựng: Nêu thứ tự từng bước dựng hình, đồng thời thể hiện các nét dựng trên hình vẽ.
+) Chứng minh: Bằng lập luận để chứng tỏ rằng với cách dựng trên, hình đã dựng thỏa mãn các điều kiện của đề bài nêu ra.
+) Biện luận: Xem xét khi nào bài toán dựng được và dựng được bao nhiêu hình thỏa mãn đề bài
+) Sử dụng kiến thức: Trong một đường tròn, hai dây cách đều tâm thì bằng nhau.
Lời giải:
* Cách dựng
− Dựng trung điểm của
− Qua dựng dây song song với
− Qua dựng dây song song với
Ta được và là hai dây cần dựng.
* Chứng minh
Ta có:
Suy ra:
Kẻ cắt tại
Suy ra:
Xét hình thang AHKB (do AH//BK) có và I là trung điểm của AB nên O là trung điểm của HK.
Suy ra:
Vậy (hai dây cách đều tâm thì bằng nhau)
* Biện luận
Bài toán có một nghiệm hình.
Bài tập bổ sung (trang 161 SBT Toán 9)
Bài 3.1 trang 161 SBT Toán 9 tập 1: Cho đường tròn đường kính dây bằng Khoảng cách từ đến bằng:
; ;
; .
Hãy chọn phương án đúng.
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức:
+) Trong một đường tròn, đường kính vuông góc với một dây thì đi qua trung điểm của dây ấy.
+) Sử dụng định lí Py-ta-go: Trong tam giác vuông, bình phương cạnh huyền bằng tổng bình phương hai cạnh góc vuông.
Lời giải:
Ta có:
Kẻ tại mà OH là 1 phần đường kính và AB là dây cung của đường tròn tâm O
(quan hệ giữa đường kính và dây)
Xét trong có:
(định lý Pytago)
Vậy chọn
Bài 3.2 trang 161 SBT Toán 9 tập 1: Cho đường tròn điểm nằm bên trong đường tròn khác Dựng dây đi qua và có độ dài ngắn nhất.
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức: Trong một đường tròn, dây nào gần tâm hơn thì dây đó lớn hơn.
Lời giải:
Dây phải dựng vuông góc với tại
Bài 3.3* trang 161 SBT Toán 9 tập 1: Cho đường tròn điểm cách là
Có bao nhiêu dây đi qua có độ dài là một số nguyên xentimét
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức:
+) Trong các dây của một đường tròn, dây lớn nhất là đường kính.
+) Đường kính vuông góc với một dây thì đi qua trung điểm của dây ấy.
Lời giải:
Dây lớn nhất đi qua là đường kính
Dây nhỏ nhất đi qua là dây vuông góc với tại
Vì tam giác vuông tại theo định lý Pytago ta có mà tại C nên C là trung điểm AB (quan hệ giữa đường kính và dây cung), suy ra
Có hai dây đi qua có độ dài là dây và đối xứng nhau qua , hai dây đối xứng qua một đường thẳng thì có độ dài bằng nhau)
Có tất cả dây đi qua có độ dài là một số nguyên xentimét.