Một số hệ thức giữa cạnh, góc trong tam giác vuông và ứng dụng
🖨 In phiếu tự học Vì sao nên in?
Bạn Minh đứng cách chân cột cờ của trường m. Minh nhìn lên đỉnh cột cờ theo một tia hợp với phương nằm ngang góc , mắt Minh cách mặt đất m. Không cần trèo lên, làm sao biết cột cờ cao bao nhiêu mét?
Trong tam giác vuông tạo bởi mắt Minh, đỉnh cột và một điểm trên cột ngang tầm mắt, ta biết một cạnh ( m) và một góc (). Bài này cho ta cách tính các cạnh còn lại.
Hệ thức giữa cạnh và góc
Cho tam giác vuông tại , với , , .
Khám phá
Từ định nghĩa, . Nhân hai vế với ta được . Chẳng hạn, nếu và thì . Làm tương tự với các tỉ số khác, ta được bốn hệ thức.
Vì sao? Mỗi đẳng thức chỉ là định nghĩa viết lại. Ví dụ (cạnh kề của góc là ), nên ; , nên .
Khi biết một cạnh góc vuông, ta dùng tang hoặc côtang.
Giải tam giác vuông
Giải tam giác vuông là tìm tất cả các cạnh và góc còn lại khi biết hai yếu tố, trong đó có ít nhất một cạnh. Ta dùng ba công cụ: định lí Pythagore, , và các hệ thức ở trên.
Ứng dụng: đo chiều cao và khoảng cách
Khi nhìn lên một vật, góc giữa tia nhìn và phương nằm ngang gọi là góc nâng. Khi nhìn xuống, góc đó gọi là góc hạ. Ta dựng một tam giác vuông có một cạnh nằm ngang, rồi dùng hệ thức.
Thuật ngữ
Tóm tắt
- Tam giác vuông tại : , .
- , .
- Giải tam giác vuông: Pythagore, , các hệ thức; cần biết ít nhất một cạnh.
- Bài thực tế: vẽ hình, tìm tam giác vuông, chọn tỉ số, làm tròn ở bước cuối.
Luyện tập
Mỗi bài có phần kiến thức và gợi ý các bước. Hãy tự làm trước, rồi mới bấm xem lời giải.
Cho tam giác vuông tại có cm, . Tính và .
Kiến thức: , ; , .
Gợi ý các bước:
- đối diện góc .
- kề góc .
Xem lời giải
Xét tam giác vuông tại , ta có (cm) và (cm).
Đáp số. cm, cm.
Cho tam giác vuông tại có cm, . Tính và (làm tròn đến hàng phần trăm).
Kiến thức: ; .
Gợi ý các bước:
- .
- .
Xem lời giải
Xét tam giác vuông tại , ta có (cm). Vì nên (cm).
Đáp số. cm, cm.
Giải tam giác vuông tại , biết cm, cm (góc làm tròn đến độ).
Kiến thức: định lí Pythagore; .
Gợi ý các bước:
- Tính .
- Tính góc , rồi góc .
Xem lời giải
Xét tam giác vuông tại , ta có (cm) (định lí Pythagore). Ta có , suy ra . Do đó .
Đáp số. cm, , .
Giải tam giác vuông tại , biết cm, (cạnh làm tròn đến hàng phần trăm).
Kiến thức: ; .
Gợi ý các bước:
- .
- ; .
Xem lời giải
Xét tam giác vuông tại , ta có . Vì nên (cm). Vì nên (cm).
Đáp số. , cm, cm.
Cho tam giác vuông tại có cm, . Tính chính xác và .
Xem lời giải
Xét tam giác vuông tại , ta có (cm). Vì nên (cm).
Đáp số. cm, cm.
Một chiếc thang dài m dựa vào tường, tạo với mặt đất góc . Chân thang cách tường bao xa, đỉnh thang cao bao nhiêu (làm tròn đến hàng phần trăm)?
Kiến thức: thang là cạnh huyền; khoảng cách đến tường kề góc .
Gợi ý các bước:
- Khoảng cách .
- Độ cao .
Xem lời giải
Thang, tường và mặt đất tạo thành một tam giác vuông có cạnh huyền là thang dài m. Khoảng cách từ chân thang đến tường là (m). Độ cao của đỉnh thang là (m).
Đáp số. Khoảng m và m.
Từ đỉnh một ngọn hải đăng cao m so với mặt biển, người gác nhìn thấy một chiếc thuyền với góc hạ . Thuyền cách chân hải đăng bao nhiêu mét (làm tròn đến mét)?
Kiến thức: góc hạ bằng góc giữa tia nhìn và mặt biển (hai góc so le trong).
Gợi ý các bước:
- Trong tam giác vuông, cạnh m đối diện góc tại thuyền.
- Khoảng cách .
Xem lời giải
Gọi (m) là khoảng cách từ thuyền đến chân hải đăng. Góc giữa tia nhìn và mặt biển bằng (hai góc so le trong). Trong tam giác vuông tạo bởi hải đăng, mặt biển và tia nhìn, ta có , suy ra (m).
Đáp số. Khoảng m.
Lúc tia nắng tạo với mặt đất góc , một cây có bóng dài m trên mặt đất phẳng. Tính chiều cao của cây (làm tròn đến hàng phần mười).
Kiến thức: chiều cao đối diện góc , bóng kề góc đó.
Gợi ý các bước:
- Vẽ tam giác vuông: cây, bóng, tia nắng.
- Chiều cao .
Xem lời giải
Cây, bóng cây và tia nắng tạo thành một tam giác vuông. Chiều cao của cây là (m).
Đáp số. Khoảng m.
Bạn Hà thả diều. Dây diều căng thẳng, dài m, tạo với phương nằm ngang góc ; tay Hà cầm dây ở độ cao m.
a) Diều cao bao nhiêu mét so với mặt đất (làm tròn đến hàng phần mười)?
b) Khoảng cách theo phương ngang từ tay Hà đến điểm ngay dưới diều là bao nhiêu (làm tròn đến hàng phần mười)?
c) Hà thả thêm dây cho dài m, góc giữ nguyên. Diều lên cao thêm bao nhiêu mét (làm tròn đến hàng phần mười)?
Kiến thức: dây diều là cạnh huyền; độ cao đối diện góc .
Gợi ý các bước:
- Độ cao từ tay: ; cộng .
- Khoảng ngang: .
- Phần tăng: .
Xem lời giải
a) Độ cao của diều so với tay Hà là (m). Do đó độ cao của diều so với mặt đất là khoảng (m).
b) Khoảng cách theo phương ngang là (m).
c) Diều lên cao thêm (m).
Đáp số. a) m; b) m; c) m.
Hai bạn đứng trên cùng một đường thẳng với chân một toà nhà, ở cùng một phía, cách nhau m. Bạn đứng gần nhìn đỉnh toà nhà với góc nâng , bạn đứng xa với góc nâng . Tính chiều cao toà nhà (bỏ qua chiều cao của mắt; viết dạng gọn rồi làm tròn đến hàng phần trăm).
Kiến thức: khoảng cách đến chân nhà ; trục căn thức ở mẫu.
Gợi ý các bước:
- Gọi là chiều cao. Khoảng cách của hai bạn là và .
- Lập phương trình và giải.
Xem lời giải
Gọi (m) là chiều cao toà nhà (). Khoảng cách từ hai bạn đến chân toà nhà lần lượt là và . Theo đề bài ta có phương trình . Suy ra (m) (thoả mãn điều kiện).
Đáp số. m.
Kiểm tra mini
Chấm như đề thi tốt nghiệp THPT: Phần I mỗi câu 0,25 điểm; Phần II mỗi câu tối đa 1 điểm (đúng 1, 2, 3, 4 ý được 0,1; 0,25; 0,5; 1 điểm); Phần III mỗi câu 0,5 điểm.
Phần I. Trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn
Vì là cạnh góc vuông đối diện góc nên (hoặc ). Phương án B và D nhầm góc đối với góc kề, C dùng tang với cạnh huyền.
Ta có , suy ra . Phương án B dùng côtang của góc đối, C và D dùng sin, cos với cạnh góc vuông thay cho cạnh huyền.
Ta có . Phương án B là (cạnh ), D chia cho thay vì nhân.
Gọi là góc cần tìm. Ta có , suy ra . Phương án B đảo tỉ số (bóng chia cột), D viết luôn tỉ số thành số đo góc.
Phần II. Trắc nghiệm đúng sai
| a) cm. | ||
| b) cm. | ||
| c) . | ||
| d) . |
a) Đúng. Vì nên (cm). b) Đúng. (cm). c) Sai. . d) Sai. ; hệ thức đúng là .
Phần III. Trắc nghiệm trả lời ngắn
Độ cao của đỉnh thang là (m).
Chiều cao của toà nhà là (m).
Xem đáp án và giải thích
- Phần I, câu 1: A. Vì là cạnh góc vuông đối diện góc nên (hoặc ). Phương án B và D nhầm góc đối với góc kề, C dùng tang với cạnh huyền.
- Phần I, câu 2: A. Ta có , suy ra . Phương án B dùng côtang của góc đối, C và D dùng sin, cos với cạnh góc vuông thay cho cạnh huyền.
- Phần I, câu 3: A. Ta có . Phương án B là (cạnh ), D chia cho thay vì nhân.
- Phần I, câu 4: A. Gọi là góc cần tìm. Ta có , suy ra . Phương án B đảo tỉ số (bóng chia cột), D viết luôn tỉ số thành số đo góc.
- Phần II, câu 1: a) Đúng; b) Đúng; c) Sai; d) Sai. a) Đúng. Vì nên (cm). b) Đúng. (cm). c) Sai. . d) Sai. ; hệ thức đúng là .
- Phần III, câu 1: 3,5. Độ cao của đỉnh thang là (m).
- Phần III, câu 2: 21. Chiều cao của toà nhà là (m).