Bài 35: Sự đồng quy của ba đường trung trực, ba đường cao
🎯 Đường trung trực và đường cao
Ba trung trực
Ba đường cao
📖 1. Đường trung trực và tâm đường tròn ngoại tiếp
Đường trung trực của một cạnh tam giác là đường thẳng vuông góc với cạnh đó tại trung điểm của nó.
Mỗi tam giác có ba đường trung trực.
Định lí: Ba đường trung trực của một tam giác cùng đi qua một điểm. Điểm đó gọi là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác.
Tâm đường tròn ngoại tiếp cách đều ba đỉnh của tam giác.
(bán kính đường tròn ngoại tiếp)
Ví dụ 1: Tam giác có tâm đường tròn ngoại tiếp , bán kính cm. Tính , , .
cm
(Tâm ngoại tiếp cách đều ba đỉnh)
Trường hợp đặc biệt:
- Tam giác nhọn: Tâm nằm trong tam giác
- Tam giác vuông: Tâm là trung điểm cạnh huyền
- Tam giác tù: Tâm nằm ngoài tam giác
📖 2. Đường cao và trực tâm
Đường cao của tam giác là đoạn thẳng kẻ từ một đỉnh vuông góc với cạnh đối diện (hoặc đường thẳng chứa cạnh đối diện).
Mỗi tam giác có ba đường cao.
Định lí: Ba đường cao của một tam giác cùng đi qua một điểm. Điểm đó gọi là trực tâm của tam giác.
Ví dụ 2: Tam giác vuông tại . Trực tâm của tam giác nằm ở đâu?
Trong tam giác vuông tại :
- Đường cao từ vuông góc với
- Đường cao từ chính là (vì )
- Đường cao từ chính là (vì )
Ba đường cao cùng đi qua .
Vậy trực tâm trùng với đỉnh góc vuông .
Vị trí trực tâm:
- Tam giác nhọn: Trực tâm nằm trong tam giác
- Tam giác vuông: Trực tâm trùng với đỉnh góc vuông
- Tam giác tù: Trực tâm nằm ngoài tam giác
📖 3. Bốn điểm đặc biệt của tam giác
Bốn điểm đặc biệt:
- Trọng tâm : Giao ba trung tuyến
- Tâm nội tiếp : Giao ba phân giác (cách đều ba cạnh)
- Tâm ngoại tiếp : Giao ba trung trực (cách đều ba đỉnh)
- Trực tâm : Giao ba đường cao
Đặc biệt: Trong tam giác đều, bốn điểm này trùng nhau.
Ví dụ 3: Tam giác vuông tại có cm, cm. Tính bán kính đường tròn ngoại tiếp.
Tính : cm
Tâm ngoại tiếp là trung điểm cạnh huyền
Bán kính: cm
Luyện tập
Ba đường trung trực của tam giác:
🌍 Vận dụng
Bài toán: Ba trạm phát sóng , , tạo thành tam giác. Cần đặt một trạm thu tín hiệu sao cho cách đều ba trạm phát.
a) Trạm thu nên đặt ở đâu?
b) Nếu km, km, km, tính khoảng cách từ trạm thu đến mỗi trạm phát.
Giải:
a) Trạm thu đặt tại tâm đường tròn ngoại tiếp (cách đều ba đỉnh).
b) Kiểm tra:
Tam giác vuông tại .
Tâm ngoại tiếp là trung điểm .
Khoảng cách: km
- Ba trung trực đồng quy tại tâm ngoại tiếp
- Tâm ngoại tiếp: cách đều ba đỉnh,
- Ba đường cao đồng quy tại trực tâm
- Tam giác vuông: là trung điểm cạnh huyền, là đỉnh góc vuông
- Tam giác đều:
📝 Bài tập tự luận
Bài 1: Tam giác có tâm đường tròn ngoại tiếp , bán kính cm. Tính , , .
Bài 2: Tam giác vuông tại có cm. Tính bán kính đường tròn ngoại tiếp.
Bài 3: Tam giác vuông tại có cm, cm. Tính bán kính đường tròn ngoại tiếp.
Bài 4: Chứng minh: Trong tam giác vuông, trực tâm trùng với đỉnh góc vuông.
Bài 5: Cho tam giác đều cạnh . Chứng minh trọng tâm, tâm nội tiếp, tâm ngoại tiếp và trực tâm trùng nhau.
📊 Đáp số
Bài 1: cm
Bài 2: cm
Bài 3: cm, cm
Bài 4: Hai cạnh góc vuông chính là hai đường cao
Bài 5: Do tính đối xứng của tam giác đều