Giải Toán 10 SGK nâng cao Chương 2 Bài 3 Hệ thức lượng trong tam giác

Bài 15 trang 64 SGK Hình học 10 nâng cao

Tam giác ABC có a = 12, b = 13, c = 15. Tính cosA và gócA.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức tính  ta có 

cosA=b2+c2a22bc=132+1521222.13.15=2539A^500


Bài 16 trang 64 SGK Hình học 10 nâng cao

Cho tam giác ABC có AB = 5, AC = 8, góc A = 600. Kết quả nào trong các kết quả sau là độ dài cạnh BC?

a) 129;                                            b) 7;

c) 49;                                                  d) 69.

Hướng dẫn giải:

Ta có BC= a= b2+c2−2bc.cosA = 82+52−2.8.5.cos60= 49

⇒BC = 7.

Chọn b).


Bài 17 trang 65 SGK Hình học 10 nâng cao

Hình 59 vẽ một hồ nước nằm ở góc tạo bởi hai con đường. Bốn bạn An, Cường , Trí, Đức dự đoán khoảng cách từ B đến C như sau

An :         5km

Cường :   6km

Trí :         7km

Đức :       5,5km

Biết rằng khoảng cách từ A đến B là 3km, khoảng cách từ A đến C là 4km, góc BAC là 1200.

Hỏi dự đoán của bạn nào sát với thực tế nhất ?

Hướng dẫn giải:

Áp dụng định lí cosin ta có

BC= AB2+AC2−2AB.AC.cos BAC = 32+42−2.3.4.cos1200 = 9+16+12 = 37

BC=376,1

Vậy bạn Cường dự đoán sát với thực tế  nhất.


Bài 18 trang 65 SGK Hình học 10 nâng cao

Cho tam giác ABC. Chứng minh các khẳng định sau

a) Góc A nhọn khi và chỉ khi a2 < b2+c2;

a) Góc A tù khi và chỉ khi a2 > b2+c2;

a) Góc A vuông khi và chỉ khi a= b2+c2.

Hướng dẫn giải:

Ta có cosA=b2+c2a22bc

a) A nhọn ⇔ cosA > 0 ⇔ b2+c> a2.

b) A tù ⇔ cosA < 0 ⇔ b2+c< a2.

c) A vuông ⇔ cosA = 0 ⇔ b2+c2 = a2.


Bài 19 trang 65 SGK Hình học 10 nâng cao

Tam giác ABC có A^=600,B^=450,b=4. Tính hai cạnh a và c.

Hướng dẫn giải:

Ta có C^=1800A^B^=1800600450=750

Áp dụng định lý sin ta có:

asinA=bsinB=csinc=4sin450asin600=4sin450a=4.32.2=26csin750=4sin450c5,5


Bài 20 trang 65 SGK Hình học 10 nâng cao

Cho tam giác ABC có góc A = 600, a = 6. Tính bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác.

Hướng dẫn giải:

Ta có: asinA=2RR=a2sinA=62sin600=63=233,5


Bài 21 trang 65 SGK Hình học 10 nâng cao

Chứng minh rằng nếu ba góc của tam giác ABC thỏa mãn hệ thức sinA = 2sinB.cosC thì ABC là tam giác cân.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng định lí sin và cosin ta có

sinA=a2R,sinB=b2R,cosC=a2+b2c22bc

Do đó 

sinA=2sinBcosCa2R=2.b2R.a2+b2c22aba2=a2+b2c2b2=c2b=c

Vậy ABC là tam giác cân.


Bài 22 trang 65 SGK Hình học 10 nâng cao

Hình 60 vẽ một chiếc tàu thủy đang neo đậu ở vị trí C trên biển và hai người ở các vị trí quan sát A và B cách nhau 500m. Họ đo được góc CAB bằng 870 và góc CBA bằng 620.

Tính các khoảng cách AC và BC.

Hướng dẫn giải:

Ta có ACB = 1800−870−62= 310

Áp dụng định lí sin ta có:

asinA=bsinB=csinC=500sin310971BC=a=971.sin870969m,AC=b=971.sin620857m


Bài 23 trang 65 SGK Hình học 10 nâng cao

Gọi H là trực tâm của tam giác không vuông ABC. Chứng minh rằng bán kính các đường tròn ngoại tiếp các tam giác ABC, HBC, HCA, HAB bằng nhau.

Hướng dẫn giải:

Trường hợp 1: Tam giác ABC có ba góc nhọn.

Gọi R, R1 lần lượt là bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC, HBC.

Áp dụng định lí sin ta có

BCsinA=2R;BCsinBHC^=2R1

Mà BHC^+A^=BHC^+A^=1800 (Vì 2 góc BHC và B′HC′ đối đỉnh)

⇒ sinA = sinBHC

Do đó  2R = 2R⇒ R = R1.

Vậy bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác HBC bằng bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC.

Tương tự bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác HCA, HAB bằng bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC.

Trường hợp 2: Tam giác ABC có góc tù.

Ta có BCsinBAC^=2R;BCsinBHC^=2R1

BAC^+CHB^=1800sinBAC^=sinBAC^=sinCHB^ (Vì BAC và B′AC′ đối đỉnh)

⇒ R = R1 

Tương tự ta chứng minh được bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác HCA, HAB bằng bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC.


Bài 24 trang 66 SGK Hình học 10 nâng cao

Tam giác ABC có a = 7,b = 8,c = 6. Tính ma.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức tính ma ta có:

ma2=b2+c22a24=82+622724=1514ma6,1


Bài 25 trang 66 SGK Hình học 10 nâng cao

Tam giác ABC có a = 5, b = 4, c = 3. Lấy điểm D đối xứng với B qua C. Tính độ dài AD.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức tính trung tuyến AC trong tam giác ABD ta có:

AC2=AB2+AD22BD2442=32+AD221024AD2=73AD=738,5


Bài 26 trang 66 SGK Hình học 10 nâng cao

Cho hình bình hành Ccó 4B5B7. Tính .

Hướng dẫn giải:

 

Gọi O là tâm hình bình hành.

Áp dụng công thức tính trung tuyến AO của tam giác ABD, ta có:

AO2=AB2+AD22BD24=42+522724=334AO=334=332AC=2AO=335,8


Bài 27 trang 66 SGK Hình học 10 nâng cao

Chứng minh rằng trong một hình bình hành, tổng bình phương các cạnh bằng tổng bình phương của hai đường chéo.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức tính trung tuyến AO trong tam giác ABD, ta có:

AO2=AB2+AD22BD244AO2=2(AB2+AD2)BD2AC2+BD2=2(AB2+AD2)=AB2+AD2+DC2+BC2


Bài 28 trang 66 SGK Hình học 10 nâng cao

Chứng minh rằng tam giác ABC vuông ở A khi và chỉ khi 5m2m2b+m2c.

Hướng dẫn giải:

Ta có 5m2a m2b+m2c

5(b2+c24a24)=a2+c22b24+a2+b22c245(2b2+2c2a2)=2a2+2c2b2+2a2+2b2c2b2+c2=a2

Suy ra tam giác ABC vuông ở A.


Bài 29 trang 66 SGK Hình học 10 nâng cao

Tam giác ABC có b = 6,12; c = 5,35; A = 840. Tính diện tích tam giác đó.

Hướng dẫn giải:

Ta có SABC=12bcsinA=12.6,12.5,35.sin84016,3


Bài 30 trang 66 SGK Hình học 10 nâng cao

Cho tứ giác ABCD. Gọi M, N lần lượt là trung điểm của AC và BD. Chứng minh rằng AB2+BC2+CD2+DA2 = AC2+BD2+4MN2.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức tính trung tuyến, MN là trung tuyến của tam giác BMD, ta có:

MN2=BM2+DM22BD244MN2=2(BM2+DM2)BD2(1)

Tương tự, BM, DM lần lượt là trung tuyến của tam giác ABC, ADC nên:

4BM2=2(AB2+BC2)AC2(2)4DM2=2(DA2+CD2)AC2(3)

Từ (2), (3) suy ra:

2(BM2+DM2)=AB2+BC2+CD2+DA2AC2(4)

Thay (4) vào (1), ta có

4MN= AB2+BC2+CD2+DA2−AC2−BD⇒ AB2+BC2+CD2+DA= AC2+BD2+4MN2


Bài 31 trang 66 SGK Hình học 10 nâng cao

Gọi S là diện tích và R là bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC. Chứng minh rằng S = 2R2sinAsinBsinC.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức tính diện tích và định lí sin trong tam giác ABC .Ta có:

S=abc4R=(2RsinA)(2RsinB)(2RsinC)4R=2R2sinAsinBsinC


Bài 32 trang 66 SGK Hình học 10 nâng cao

Chứng minh rằng diện tích của một tứ giác bằng nửa tích hai đường chéo và sin của góc hợp bởi hai đường chéo đó.

Hướng dẫn giải:

Gọi I là giao điểm của hai đường chéo AC,BD và AIB = α.

Ta có SABI=12AI.BIsinα,SADI=12AI.DIsin(1800α)=12AI.DIsinα

Suy ra SABD=SABI+SADI=12AI(BI+DI)sinα=12AI.BD.sinα

Tương tự ta suy ra SBCD=SBIC+SCDI=12CI.BD.sinα

Từ đó suy ra SABCD=SABD+SBCD=12BD.(AI+CI)sinα=12BD.AC.sinα


Bài 33 trang 66 SGK Hình học 10 nâng cao

Giải tam giác ABC, biết

a) c = 14, A = 600, B = 400;                                

b) b = 4,5; A = 300, C = 750;

c) c = 35, A = 400, C = 1200;                              

d) a = 137,5; B = 830, C=570.

Hướng dẫn giải:

Câu a:

Ta có C = 1800−600−40= 800

Áp dụng định lí sin:  

asinA=bsinB=csinC=14sin800a=14sin800.sin60012,3b=14sin800.sin4009,1

Câu b:

Ta có B = 1800−300−75= 750

Áp dụng định lí sin:

asinA=bsinB=csinC=4,5sin750a=4,5sin750.sin3002,3c=4,5sin750.sin750=4,5

Câu c:

Ta có B = 1800−1200−40= 200

Áp dụng định lí sin:

asinA=bsinB=csinC=35sin1200a=35sin1200.sin40026b=35sin1200.sin20013,8

Câu d:

Ta có A = 1800−830−57= 400

Áp dụng định lí sin:

asinA=bsinB=csinC=137,5sin400b=137,5sin400.sin830212,3c=137,5sin400.sin570179,4


Bài 34 trang 66 SGK Hình học 10 nâng cao

Giải tam giác ABC, biết

a) a = 6,3, b=6,3,C = 540;                            

b) b = 32, c = 45, A = 870;

c) a = 7, b = 23, C = 1300.

Hướng dẫn giải:

Câu a:

ABC là tam giác cân tại C ⇒ A^=B^=18005402=630. Áp dụng định lí sin ta có:

asinA=csinC=6,3sin630c=6,3sin630.sin5405,7

Câu b:

Áp dụng định lí cosin ta có:

a2=b2+c22bc.cosA=322+4522.32.45.cos8702898,27a53,8

Áp dụng định lí sin ta có:

asinA=bsinBsinB=bsinAa=32.sin87053,80,6B360,C570

Câu c:

Áp dụng định lí cosin ta có:

c2=a2+b22abcosC=72+2322.7.23cos1300785c28cosA=b2+c2a22bc=232+282722.23.280,98A=110,B=390


Bài 35 trang 66 SGK Hình học 10 nâng cao

Giải tam giác ABC, biết

a) a = 14, b = 18, c = 20;                                 

b) a = 6, b = 7,3, c = 4,8;

c) a = 4, b = 5, c = 7.

Hướng dẫn giải:

Câu a:

Áp dụng định lí cosin ta có:

cosA=b2+c2a22bc=182+2021422.18.200,73cosB=a2+c2b22ac=142+2021822.14.200,49A430,B610,C760

Câu b:

Áp dụng định lí cosin ta có:

cosA=b2+c2a22bc=(7,3)2+(4,8)2622.7,3.4,80,58cosB=a2+c2b22ac=62+(4,8)2(7,3)22.6.(4,8)0,1A550,B850,C400

Câu c:

Áp dụng định lí cosin ta có:

cosA=b2+c2a22bc=52+72422.5.70,83cosB=a2+c2b22ac=42+72522.4.70,71A340,B440,C1020


Bài 36 trang 66 SGK Hình học 10 nâng cao

Biết hai lực cùng tác dụng vào một vật và tạo với nhau góc 400. Cường độ của hai lực đó là 3N và 4N. Tính cường độ của lực tổng hợp.

Hướng dẫn giải:

Theo quy tắc hình bình hành, ta vẽ hình bình hành AOBC thì OC=OA+OB.

Ta có OBC = 1800−40= 1400 (Theo tính chất hình bình hành)

Áp dụng định lí cosin trong tam giác OBC. Ta có

OC2=OB2+BC22OB.BC.cosOBC=32+422.3.4.cos140043,4OC6,6

Vậy cường độ của lực tổng  hợp là 6,6N.


Bài 37 trang 66 SGK Hình học 10 nâng cao

Từ vị trí A người ta quan sát một cây cao (h.61)

Biết AH = 4m, HB = 20m, BAC = 450. Tính chiều cao của cây.

Hướng dẫn giải:

Tam giác AHB vuông tại H nên AB2 = AH2+HB2 = 42+202 = 416

AB20,4tanBAH^=HBHA=204=5BAH^78,70HAC^78,70+450123,70HAB^+HBA^=900ABC^+HBA^=900HAB^=ABC^BCA^=1800BAC^ABC^=1800HAC^BCA^1800123,70=56,30

Ta có:

BCsin450=ABsin56,30BC=20,4sin56,30.sin45017,4

Vậy cây cao 17,4m.


Bài 38 trang 66 SGK Hình học 10 nâng cao

Trên nóc một tòa nhà có một cột ăng-ten cao 5m. Từ vị trí quan sát A cao 7m so với mặt đất, có thể nhìn thấy đỉnh B và chân C của cột ăng-ten dưới góc 500 và 400 so với phương nằm ngang. Tính chiều cao của tòa nhà (h.62).

Hướng dẫn giải:

Đặt CD = x, ta có

tan400=xAD;tan500=BDAD=x+5ADx+5x=tan500tan4001,420,42x=5x=11,9

Vậy chiều cao tòa nhà là HC = HD+DC = 7+11,9 = 18,9m.

 

Trên đây là nội dung chi tiết Giải bài tập nâng cao Toán 10 Chương 2 Bài 3 Hệ thức lượng trong tam giác bất kì với hướng dẫn giải chi tiết, rõ ràng, trình bày khoa học. Chúng tôi hy vọng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các bạn học sinh lớp 10 học tập thật tốt.  

Tham khảo thêm

Bình luận

Thảo luận về Bài viết

Có Thể Bạn Quan Tâm ?