Bài 61 sgk toán 9 trang 91 tập 2

Giải bài 61, 62 trang 91; bài 63, 64 trang 92 sách giáo khoa [SGK] Toán lớp 9 tập 2 bài Đường tròn ngoại tiếp. Đường tròn nội tiếp. Bài 63 Vẽ hình lục giác đều, hình vuông, tam giác đều cùng nội tiếp đường tròn [O; R] rồi tính cạnh của các hình đó theo R.

  • Bài 65, 66, 67, 68, 69 trang 94, 95 SGK Toán 9 tập 2 - Độ dài đường tròn, cung tròn
  • Bài 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76 trang 95, 96 SGK Toán 9 tập 2 - Luyện tập

Xem thêm: Bài 8. Đường tròn ngoại tiếp. Đường tròn nội tiếp

Bài 61 trang 91 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

  1. Vẽ đường tròn tâm \[O\], bán kính \[2cm\].
  1. Vẽ hình vuông nội tiếp đường tròn \[[O]\] ở câu a]
  1. Tính bán kính \[r\] của đường tròn nội tiếp hình vuông ở câu b] rồi vẽ đường tròn \[[O;r]\].

Lời giải:

  1. Chọn điểm \[O\] làm tâm, mở compa có độ dài \[2cm\] vẽ đường tròn tâm \[O\], bán kính \[2cm\]: \[[O; 2cm].\]

Vẽ bằng eke và thước thẳng.

  1. Vẽ đường kính \[AC\] và \[BD\] vuông góc với nhau. Nối \[A\] với \[B\], \[B\] với \[C\], \[C\] với \[D\], \[D\] với \[A\] ta được tứ giác \[ABCD\] là hình vuông nội tiếp đường tròn \[[O;2cm]\]
  1. Kẻ \[OH \bot AD.\]

Khi đó ta có \[OH\] là bán kính \[r\] của đường tròn nội tiếp hình vuông \[ABCD.\] Vì \[AB = BC = CD = DA\] [ ABCD là hình vuông] nên khoảng cách từ tâm O đến AB, BC, CD, DA bằng nhau và cùng bằng OH [ định lý liên hệ giữa dây cung và khoảng cách từ tâm đến dây]

Ta có: \[\Delta OAD\] là tam giác vuông cân tại \[O\] lại có \[OH\] là đường cao \[\Rightarrow \, H\] là trung điểm của \[AD \Rightarrow OH=AH=HD.\]

\[ \Rightarrow r = OH = AH.\]

Áp dụng định lý Pi-ta-go cho tam giác vuông \[OHD\] ta có:

\[OH^2+AH^2=OA^2\] \[\Leftrightarrow {r^2} + {r^2} = {2^2} \Rightarrow 2{r^2} = 4 \Rightarrow r = \sqrt 2 [cm].\]

Vẽ đường tròn \[[O;\sqrt2cm]\]. Đường tròn này nội tiếp hình vuông, tiếp xúc bốn cạnh hình vuông tại các trung điểm của mỗi cạnh.

Bài 62 trang 91 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

  1. Vẽ tam giác \[ABC\] cạnh \[a = 3cm\].
  1. Vẽ đường tròn \[[O;R]\] ngoại tiếp tam giác đều \[ABC\]. Tính \[R\].
  1. Vẽ đường tròn \[[O;r]\] nội tiếp tam giác đều \[ABC\]. Tính \[r\].
  1. Vẽ tiếp tam giác đều \[IJK\] ngoại tiếp đường tròn \[[O;R]\].

Lời giải:

  1. Vẽ tam giác đều \[ABC\] có cạnh bằng \[3cm\] [dùng thước có chia khoảng và compa].

+ Dựng đoạn thẳng AB = 3cm .

+Dựng cung tròn [A, 3] và cung tròn [B, 3]. Hai cung tròn này cắt nhau tại điểm C.

Nối A với C, B với C ta được tam giác đều ABC cạnh 3cm.

  1. Gọi \[A';B';C'\] lần lượt là trung điểm của \[BC;AC;AB.\]

Tâm \[O\] của đường tròn ngoại tiếp tam giác đều \[ABC\] là giao điểm của ba đường trung trực [đồng thời là ba đường cao, ba trung tuyến, ba phân giác \[AA';BB';CC'\] của tam giác đều \[ABC\]].

Dựng đường trung trực của đoạn thẳng BC và CA.

Hai đường trung trực cắt nhau tại O.

Vẽ đường tròn tâm O, bán kính \[R=OA = OB = OC\] ta được đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC.

Tính \[AA'\]:

Xét tam giác \[AA'C\] vuông tại \[A'\] có \[AC=3;A'C=\dfrac{3}{2}\], theo định lý Pytago ta có \[AC^2=AA'^2+A'C^2\]\[\Rightarrow AA'^2=3^2-\dfrac {3^2}{4}=\dfrac {9}{4} \Rightarrow AA'=\dfrac {3\sqrt {3}}{2}\]

Theo cách dựng ta có O cũng là trọng tâm tam giác ABC nên \[OA=\dfrac{2}3AA'\]

Ta có bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC là \[R= OA =\] \[\dfrac{2}{3}\]\[AA'\] = \[\dfrac{2}{3}\]. \[\dfrac{3\sqrt{3}}{2}\] = \[\sqrt3 [cm]\].

  1. Do tam giác ABC là tam giác đều các trung điểm A’; B’; C’ của các cạnh BC; CA; AB đồng thời là chân đường phân giác hạ từ A, B, C đến BC, AC, AB.

Đường tròn nội tiếp \[[O;r]\] tiếp xúc ba cạnh của tam giác đều \[ABC\] tại các trung điểm \[A', B', C'\] của các cạnh.

Hay đường tròn [O; r] là đường tròn tâm O; bán kính \[r=OA’ = OB’ = OC’.\]

Ta có: \[r = OA' \]\[=\dfrac{1}{3}\]\[ AA'\] \[=\dfrac{1}{3}.\dfrac{3\sqrt{3}}{2}\] \[=\dfrac{\sqrt{3}}{2}[cm].\]

  1. Vẽ các tiếp tuyến với đường tròn \[[O;R]\] tại \[A,B,C\]. Ba tiếp tuyến này cắt nhau tại \[I, J, K\]. Ta có \[∆IJK\] là tam giác đều ngoại tiếp \[[O;R]\].

Bài 63 trang 92 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Vẽ các hình lục giác đều, hình vuông, hình tam giác đều cùng nội tiếp đường tròn \[[O;R]\] rồi tính cạnh của các hình đó theo \[R\].

Phương pháp:

+] Sử dụng compa và thước kẻ có chia độ dài để vẽ hình.

+] Sử dụng định lý Pi-ta-go để tính R.

Lời giải:

+] Hình a.

Cách vẽ: vẽ đường tròn \[[O;R]\]. Trên đường tròn ta đặt liên tiếp các cung \[\overparen{{A_1}{A_2}}\], \[\overparen{{A_2}{A_3}}\],...,\[\overparen{{A_6}{A_1}}\] mà dây căng cung có độ dài bằng \[R\]. Nối \[{A_1}\] với \[{A_2}\], \[{A_2}\] với \[{A_3}\],…, \[{A_6}\] với \[{A_1}\] ta được hình lục giác đều \[{A_1}\]\[{A_2}\]\[{A_3}\]\[{A_4}\]\[{A_5}\]\[{A_6}\] nội tiếp đường tròn

Tính bán kính:

Gọi \[{a_i}\] là cạnh của đa giác đều có \[i\] cạnh.

\[{a_6}= R\] [vì \[O{A_1}{A_2}\] là tam giác đều]

+] Hình b.

Cách vẽ:

+ Vẽ đường kính \[A_1A_3\] của đường tròn tâm O.

+ Vẽ đường kính \[A_2A_4 ⊥A_1A_3\]

Tứ giác \[A_1A_2A_3A_4\] có hai đường chéo bằng nhau, vuông góc với nhau và cắt nhau tại trung điểm mỗi đường nên là hình vuông.

Nối \[A_1\] với \[A_2;A_2\] với \[A_3;A_3\] với \[A_4;A_4\] với \[A_1\] ta được hình vuông \[A_1A_2A_3A_4\] nội tiếp đường tròn [O].

Tính bán kính:

Gọi độ dài cạnh của hình vuông là \[a.\]

Vì hai đường chéo của hình vuông vuông góc với nhau nên xét tam giác vuông \[O{A_1}{A_2}\] có

\[{a^2} = {R^2} + {R^2} = 2{R^2} \Rightarrow a = R\sqrt 2 \]

+] Hình c:

Cách vẽ như câu a] hình a.

Nối các điểm chia cách nhau một điểm thì ta được tam giác đều chẳng hạn tam giác \[{A_1}{A_3}{A_5}\] như trên hình c.

Tính bán kính:

Gọi độ dài cạnh của tam giác đều là \[a.\]

\[{A_1}H\] \[=A_1O+OH= R+\dfrac{R}{2}\] = \[\dfrac{3R}{2}\]

\[{A_3}H\] \[= \dfrac{AA'}{2}=\dfrac{a}{2}\]

\[{A_1}\]\[{A_3}=a\]

Trong tam giác vuông \[{A_1}H{A_3}\] ta có: \[{A_1}{H^2} = {A_1}{A_3}^2 - {A_3}{H^2}\].

Từ đó \[\dfrac{9R^{2}}{4}\] = \[a^2\] - \[\dfrac{a^{2}}{4}\].

\[\Rightarrow{a^2} = 3{R^2} \Rightarrow a = R\sqrt 3 \]

Bài 64 trang 92 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Trên đường tròn bán kính \[R\] lần lượt đặt theo cùng một chiều, kể từ điểm \[A\], ba cung \[\overparen{AB}\], \[\overparen{BC}\], \[\overparen{CD}\] sao cho: \[sđ\overparen{AB}\]=\[60^0\], \[sđ\overparen{BC}\]=\[90^0\], \[sđ\overparen{CD}\]=\[120^0\]

  1. Tứ giác \[ABCD\] là hình gì?
  1. Chứng minh hai đường chéo của tứ giác \[ABCD\] vuông góc với nhau.
  1. Tính độ dài các cạnh của tứ giác \[ABCD\] theo \[R\].

Lời giải:

  1. Xét đường tròn \[[O]\] ta có:

\[\displaystyle \widehat {BA{\rm{D}}} = {{{{90}^0} + {{120}^0}} \over 2} = {105^0}\] [góc nội tiếp chắn \[\overparen{BCD}\]] [1]

\[\displaystyle \widehat {A{\rm{D}}C} = {{{{60}^0} + {{90}^0}} \over 2} = {75^0}\] [ góc nội tiếp chắn \[\overparen{ABC}\] ] [2]

Từ [1] và [2] có:

\[\widehat {BA{\rm{D}}} + \widehat {A{\rm{D}}C} = {105^0} + {75^0} = {180^0}\] [3]

Mà hai góc này ở vị trí trong cùng phía

Nên \[AB // CD\]. Do đó tứ giác \[ABCD\] là hình thang, mà hình thang nội tiếp đường tròn là hình thang cân.

Vậy \[ABCD\] là hình thang cân suy ra [\[BC = AD\] và \[sđ\overparen{BC}\]=\[sđ\overparen{AD}\]=\[90^0\]]

  1. Giả sử hai đường chéo \[AC\] và \[BD\] cắt nhau tại \[I\].

\[\widehat {CI{\rm{D}}}\] là góc có đỉnh nằm trong đường tròn, nên:

\[\displaystyle \widehat {CI{\rm{D}}}\] \[=\dfrac{sđ\overparen{AB}+sđ\overparen{CD}}{2}\]\[=\displaystyle {{{{60}^0} + {{120}^0}} \over 2} = {90^0}\]

Vậy \[AC \bot BD.\]

  1. Vì \[sđ\overparen{AB}= 60^0\] nên \[\widehat {AOB} = {60^0}\] [góc ở tâm]

\[=> ∆AOB\] đều, nên \[AB = OA = OB = R.\]

Vì \[ sđ \overparen{BC} = {90^0} \Rightarrow \widehat {BOC} = {90^0}\] [góc ở tâm]

\[\Rightarrow BC = \sqrt{OB^2+OC^2}=R\sqrt2.\]

Kẻ \[OH \bot CD.\]

Tứ giác \[ABCD\] là hình thang cân \[\Rightarrow \widehat{BCD}=\widehat{ADC}=75^0.\]

Lại có \[\Delta BOC\] vuông cân tại \[O \Rightarrow \widehat{BCO}=45^0.\]

\[\Rightarrow \widehat{OCD}=\widehat{BCD}-\widehat{BCO}=75^0-45^0=30^0.\]

Xét \[\Delta OCH\] vuông tại \[H\] ta có:

\[HC=OC.\cos \widehat{OCH}=\dfrac{R\sqrt{3}}{2}.\]

Mà \[H\] là trung điểm của \[CD\] [định lý đường kính vuông góc với dây cung thì đi qua trung điểm của dây ấy].

Chủ Đề