Lớp 7 · Chương IX: Quan hệ giữa các yếu tố trong tam giác

Bài 35: Sự đồng quy của ba đường trung trực, ba đường cao

🚀 Khởi động

🎯 Đường trung trực và đường cao

O
Tâm ngoại tiếp

Ba trung trực

H
Trực tâm

Ba đường cao

🔍 Khám phá

📖 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.

OA=OB=OC=ROA = OB = OC = R (bán kính đường tròn ngoại tiếp)

ORABCOA = OB = OC = R

Ví dụ 1: Tam giác ABCABC có tâm đường tròn ngoại tiếp OO, bán kính R=5R = 5 cm. Tính OAOA, OBOB, OCOC.

OA=OB=OC=R=5OA = OB = OC = R = 5 cm

(Tâm ngoại tiếp cách đều ba đỉnh)

Trường hợp đặc biệt:

  • Tam giác nhọn: Tâm OO nằm trong tam giác
  • Tam giác vuông: Tâm OO là trung điểm cạnh huyền
  • Tam giác tù: Tâm OO 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.

HABCH là trực tâm

Ví dụ 2: Tam giác ABCABC vuông tại AA. Trực tâm của tam giác nằm ở đâu?

Trong tam giác vuông tại AA:

  • Đường cao từ AA vuông góc với BCBC
  • Đường cao từ BB chính là BABA (vì BAACBA \perp AC)
  • Đường cao từ CC chính là CACA (vì CAABCA \perp AB)

Ba đường cao cùng đi qua AA.

Vậy trực tâm trùng với đỉnh góc vuông AA.

Vị trí trực tâm:

  • Tam giác nhọn: Trực tâm HH nằm trong tam giác
  • Tam giác vuông: Trực tâm HH trùng với đỉnh góc vuông
  • Tam giác tù: Trực tâm HH nằm ngoài tam giác

📖 3. Bốn điểm đặc biệt của tam giác

Bốn điểm đặc biệt:

  1. Trọng tâm GG: Giao ba trung tuyến
  2. Tâm nội tiếp II: Giao ba phân giác (cách đều ba cạnh)
  3. Tâm ngoại tiếp OO: Giao ba trung trực (cách đều ba đỉnh)
  4. Trực tâm HH: Giao ba đường cao

Đặc biệt: Trong tam giác đều, bốn điểm này trùng nhau.

Ví dụ 3: Tam giác ABCABC vuông tại AAAB=6AB = 6 cm, AC=8AC = 8 cm. Tính bán kính đường tròn ngoại tiếp.

Tính BCBC: BC=AB2+AC2=36+64=10BC = \sqrt{AB^2 + AC^2} = \sqrt{36 + 64} = 10 cm

Tâm ngoại tiếp là trung điểm cạnh huyền BCBC

Bán kính: R=BC2=102=5R = \frac{BC}{2} = \frac{10}{2} = 5 cm

✏️ Luyện tập
Câu 1 / 6
Dễ0 đã trả lời

Ba đường trung trực của tam giác:

🌍 Vận dụng

🌍 Vận dụng

Bài toán: Ba trạm phát sóng AA, BB, CC 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 AB=8AB = 8 km, AC=6AC = 6 km, BC=10BC = 10 km, tính khoảng cách từ trạm thu đến mỗi trạm phát.

Giải:

a) Trạm thu đặt tại tâm đường tròn ngoại tiếp OO (cách đều ba đỉnh).

b) Kiểm tra: AB2+AC2=64+36=100=BC2AB^2 + AC^2 = 64 + 36 = 100 = BC^2

Tam giác vuông tại AA.

Tâm ngoại tiếp là trung điểm BCBC.

Khoảng cách: R=BC2=102=5R = \frac{BC}{2} = \frac{10}{2} = 5 km

⭐ Ghi nhớ
  • Ba trung trực đồng quy tại tâm ngoại tiếp OO
  • Tâm ngoại tiếp: cách đều ba đỉnh, OA=OB=OC=ROA = OB = OC = R
  • Ba đường cao đồng quy tại trực tâm HH
  • Tam giác vuông: OO là trung điểm cạnh huyền, HH là đỉnh góc vuông
  • Tam giác đều: G=I=O=HG = I = O = H

📝 Bài tập tự luận

Bài 1: Tam giác ABCABC có tâm đường tròn ngoại tiếp OO, bán kính R=6R = 6 cm. Tính OAOA, OBOB, OCOC.

Bài 2: Tam giác ABCABC vuông tại AABC=12BC = 12 cm. Tính bán kính đường tròn ngoại tiếp.

Bài 3: Tam giác ABCABC vuông tại BBAB=5AB = 5 cm, BC=12BC = 12 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 ABCABC cạnh aa. Chứng minh trọng tâm, tâm nội tiếp, tâm ngoại tiếp và trực tâm trùng nhau.

📊 Đáp số

Bài 1: OA=OB=OC=6OA = OB = OC = 6 cm

Bài 2: R=6R = 6 cm

Bài 3: AC=13AC = 13 cm, R=6.5R = 6.5 cm

Bài 4: Hai cạnh góc vuông chính là hai đường cao

Bài 5: Do tính đối xứng của tam giác đều