Bài tập Chứng minh đẳng thức liên quan đến tỉ số lượng giác lớp 9 (có lời giải)
20 câu hỏi
Cho tam giác ABC có BC = a, AC = b, AB = c. Chứng minh rằng \(\sin \frac{A}{2} \le \frac{a}{{b + c}}\).
Hướng dẫn giải

Vẽ đường phân giác AD của tam giác ABC.
Theo tính chất đường phân giác của tam giác, ta có: \(\frac{{DB}}{{AB}} = \frac{{DC}}{{AC}}\).
Suy ra \(\frac{{BD}}{{AB}} = \frac{{BD + DC}}{{AB + AC}} = \frac{{BC}}{{AC + AC}}\).
Vậy \(\frac{{BD}}{{AB}} = \frac{a}{{b + c}}\).
Kẻ BI⊥AD (I ∈ AD), suy ra BI ≤ BD.
∆IAB có \(\widehat {AIB} = 90^\circ \).
Do đó, sin\(\widehat {BAI}\) = \(\frac{{BI}}{{AB}}\) hay \(\sin \frac{A}{2} \le \frac{a}{{b + c}}\).
Cho tam giác ABC có ba góc nhọn, BC = a, AC = b, AB = c. Chứng minh rằng: \(\frac{a}{{\sin A}} = \frac{b}{{\sin B}} = \frac{c}{{\sin C}}\).
Hướng dẫn giải

Vẽ AH⊥BC, H ∈ BC.
Vì trong tam giác HAB có \(\widehat H = 90^\circ \) nên sin B = \(\frac{{AH}}{{AB}}\).
Do trong tam giác AHC có \(\widehat H = 90^\circ \) nên sin C = \(\frac{{AH}}{{AC}}\).
Do đó, \(\frac{{\sin B}}{{\sin C}} = \frac{{AC}}{{AB}} = \frac{b}{c}\) suy ra \(\frac{b}{{\sin B}} = \frac{c}{{\sin C}}\).
Tương tự, ta suy ra \(\frac{a}{{\sin A}} = \frac{b}{{\sin B}}\).
Vậy \(\frac{a}{{\sin A}} = \frac{b}{{\sin B}} = \frac{c}{{\sin C}}\).
Cho tam giác ABC vuông tại A. Chứng minh rằng \(\frac{{AC}}{{AB}} = \frac{{\sin B}}{{\sin C}}\).
Hướng dẫn giải

Xét tam giác ABC vuông tại A, ta có:
sinB = \(\frac{{AC}}{{BC}}\); sinC = \(\frac{{AB}}{{BC}}\).
Do đó, \(\frac{{\sin B}}{{\sin C}} = \frac{{AC}}{{BC}}:\frac{{AB}}{{BC}} = \frac{{AC}}{{BA}}\) (đpcm).
Chọn hệ thức đúng được suy ra từ hệ thức cos2α + sin2α = 1 với 0° ≤ α ≤ 180°?
\({\cos ^2}\frac{\alpha }{2} + {\sin ^2}\frac{\alpha }{2} = \frac{1}{2}\).
\({\cos ^2}\frac{\alpha }{3} + {\sin ^2}\frac{\alpha }{3} = \frac{1}{3}\).
\({\cos ^2}\frac{\alpha }{4} + {\sin ^2}\frac{\alpha }{4} = \frac{1}{4}\).
\(5\left( {{{\cos }^2}\frac{\alpha }{5} + {{\sin }^2}\frac{\alpha }{5}} \right) = 5\).
Đáp án đúng là: D
Ta có: cos2α + sin2α = 1 với 0° ≤ α ≤ 180° nên ta cũng có:
\({\cos ^2}\frac{\alpha }{5} + {\sin ^2}\frac{\alpha }{5}\) = 1.
Suy ra \(5\left( {{{\cos }^2}\frac{\alpha }{5} + {{\sin }^2}\frac{\alpha }{5}} \right) = 5\).
Cho tam giác ABC, tìm đẳng thức sai trong các đẳng thức sau.
sinA = sin(B + C).
tanA = tan(B + C).
cos\(\frac{A}{2}\) = sin\(\frac{{B + C}}{2}\) .
tanA = −tan(B + C).
Đáp án đúng là: B
Xét tam giác ABC, ta có: \(\widehat A + \widehat B + \widehat C = 180^\circ \) nên \(\widehat A = 180^\circ - \left( {\widehat B + \widehat C} \right)\)
hay \(\widehat B + \widehat C = 180^\circ - \widehat A\).
Do đó sin A = sin (180° − \(\widehat A\)) = sin (B + C).
Suy ra khẳng định A là đúng.
Lại có \(\widehat A + \widehat B + \widehat C = 180^\circ \) suy ra \(\frac{{\widehat A + \widehat B + \widehat C}}{2} = \frac{{180^\circ }}{2} = 90^\circ \).
Do đó: cos\(\frac{A}{2}\) = sin\(\frac{{B + C}}{2}\) (hai góc phụ nhau).
Suy ra khẳng định C là đúng.
Mặt khác tanA = −tan(180° − A) = −tan(B + C).
Suy ra khẳng định D là đúng.
Vậy chọn đáp án B.
Cho góc x với 0° < x < 90°. Trong các đẳng thức dưới đây, đẳng thức nào là đúng?
>
\(\frac{{1 + \cot x}}{{1 - \cot x}} = \frac{{\tan x + 1}}{{\tan x - 1}}\).
\(\frac{{1 + \cot x}}{{1 - \cot x}} = \frac{{\tan x}}{{\tan x - 1}}\).
\(\frac{{1 + \cot x}}{{1 - \cot x}} = \frac{{\tan x + 1}}{{\tan x}}\).
\(\frac{{1 + \cot x}}{{1 - \cot x}} = \frac{{{{\tan }^2}x + 1}}{{\tan x - 1}}\).
Đáp án đúng là: A
Ta có: cotx = \(\frac{{\cos x}}{{\sin x}}\).
Do đó, ta có: \(\frac{{1 + \cot x}}{{1 - \cot x}} = \frac{{1 + \frac{{\cos x}}{{\sin x}}}}{{1 - \frac{{\cos x}}{{\sin x}}}} = \frac{{\frac{{\sin x + \cos x}}{{\sin x}}}}{{\frac{{\sin x - \cos x}}{{\sin x}}}} = \frac{{\sin x + \cos x}}{{\sin x - \cos x}} = \frac{{\frac{{\sin x}}{{\cos x}} + 1}}{{\frac{{\sin x}}{{\cos x}} - 1}}\)
Suy ra \(\frac{{1 + \cot x}}{{1 - \cot x}} = \frac{{\tan x + 1}}{{\tan x - 1}}\).
Với 0° ≤ x ≤ 180°, biểu thức (sinx + cosx)2 bằng
1.
1 + 2sinxcosx.
1 – 2sinxcosx.
0.
Đáp án đúng là: B
(sinx + cosx)2 = sin2x + 2sinxcosx + cos2x = 1 + 2sinxcosx.
Với 0° ≤ x ≤ 180°, đẳng thức nào dưới đây là đúng?
sin4x + cos4x = 1.
sin4x + cos4x = sin2x – cos2x.
sin4x + cos4x = 1 – 2sin2xcos2x.
sin4x + cos4x = 1 + 2sin2xcos2x.
Đáp án đúng là: C
Ta có: sin4x + cos4x = (sin2x)2 + 2sin2xcos2x + (cos2x)2 – 2sin2xcos2x
= (sin2x + cos2x)2 – 2sin2xcos2x
= 1 – 2sin2xcos2x.
Cho 0° ≤ x ≤ 180°, thu gọn đẳng thức (sin2x + cos2x)2 + (sin2x – cos2x)2 được
0.
2 – 2sin2xcos2x.
2 + 4sin2xcos2x.
2 – 4sin2xcos2x.
Đáp án đúng là: D
Ta có: (sin2x + cos2x)2 + (sin2x – cos2x)2
= 1 + sin4x + cos4x – 2sin2xcos2x
= 1 + (sin2x + cos2x)2 – 2sin2xcos2x – 2sin2xcos2x
= 2 – 4sin2xcos2x.
Biểu thức A = 1 – (sin6x + cos6x) bằng
3sin2xcos2x.
sin2x.
1 – 3sin2xcos2x.
2 + sin2x.
Đáp án đúng là: A
A = 1 – (sin6x + cos6x)
= 1 – (sin2x + cos2x)(sin4x – sin2xcos2x + cos4x)
= 1 – (sin4x – sin2xcos2x + cos4x)
= 1 – (sin2x + cos2x)2 + 3sin2xcos2x
= 3sin2xcos2x.
Cho A = (cotx + tanx)2 và B = (cotx – tanx)2. Khi đó
A = cot2x + tan2x.
A = B.
A + B = 2(cot2x + tan2x).
A – B – 4 = 0.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: a) Sai. b) Sai. c) Đúng. d) Đúng.
a) Sai.
Ta có: A = (cotx + tanx)2 = cot2x + 2cotx.tanx + tan2x = cot2x + 2 + tan2x.
b) Sai.
Ta có: B = (cotx – tanx)2 = cot2x – 2cotx.tanx + tan2x = cot2x – 2 + tan2x.
Do đó A ≠ B.
c) Đúng.
A + B = cot2x + 2 + tan2x + cot2x – 2 + tan2x = 2cot2x + 2tan2x = 2(cot2x + tan2x).
d) Đúng.
A – B – 4 = cot2x + 2 + tan2x – cot2x + 2 – tan2x – 4 = 0.
C = sin2x.
D = cos2x.
C + D = 1.
C – D = 1 – 2sin2x.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: a) Sai. b) Sai. c) Đúng. d) Đúng.
a) Sai.
Ta có: \(C = \frac{{{{\cot }^2}x - {{\cos }^2}x}}{{{{\cot }^2}x}}\)
\( = \frac{{{{\cot }^2}x - {{\cos }^2}x}}{{{{\cot }^2}x}} = 1 - \frac{{{{\cos }^2}x}}{{{{\cot }^2}x}} = 1 - {\cos ^2}x.{\tan ^2}x\)
\( = 1 - {\cos ^2}x.\frac{{{{\sin }^2}x}}{{{{\cos }^2}x}} = 1 - {\sin ^2}x = {\cos ^2}x\).
b) Sai.
D = \(\frac{{\sin x.\cos x}}{{\cot x}} = \sin x.\cos x.\tan x = \sin x.\cos x.\frac{{\sin x}}{{\cos x}} = {\sin ^2}x\).
c) Đúng.
Ta có: C + D = sin2x + cos2x = 1.
d) Đúng.
Có C – D = cos2x – sin2x = 1 – sin2x – sin2x = 1 – 2sin2x.
Cho tam giác ABC vuông tại A (AB < AC), \(\widehat C = \alpha < 45^\circ \), đường trung tuyến AM, đường cao AH và MA = MB = MC = a.
Khi đó:
\(\widehat {AMH} = 2\alpha \).
sin2α = 2sinα.cosα.
1 + cos2α = 2cot2α.
1 – cos2α = 2sin2α.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: a) Đúng. b) Đúng. c) Sai. d) Đúng.
a) Đúng.
Vì AM là đường trung tuyến trong tam giác vuông nên AM = MB = MC.
Do đó, tam giác AMC cân tại M.
Suy ra \(\widehat {MAC} = \widehat {MCA} = \alpha \).
Do đó, \(\widehat {AMH} = 2\widehat {MCA} = 2\alpha \) (tính chất góc ngoài tam giác)
b) Đúng.
Ta có:
\(\sin 2\alpha = \sin \widehat {AMH} = \frac{{AH}}{{AM}} = \frac{{2AH}}{{2AM}} = \frac{{2AH}}{{BC}} = \frac{2}{{BC}}.\frac{{AB.AC}}{{BC}} = 2.\frac{{AB}}{{BC}}.\frac{{AC}}{{BC}} = 2\sin \alpha .\cos \alpha \).
c) Sai.
Chứng minh được: (g.g) nên \(\frac{{AC}}{{HC}} = \frac{{BC}}{{AC}}\), do đó \(HC = \frac{{A{C^2}}}{{BC}}\).
Ta có: \(1 + \cos 2\alpha = 1 + \frac{{HM}}{{AM}} = \frac{{HC}}{{AM}} = \frac{{2HC}}{{BC}} = 2.\frac{{A{C^2}}}{{B{C^2}}} = 2{\cos ^2}\alpha \).
d) Đúng.
Chứng minh được (g.g) nên \(\frac{{AB}}{{HB}} = \frac{{BC}}{{AB}}\), do đó \(HB = \frac{{A{B^2}}}{{BC}}\).
Ta có: \(1 - \cos 2\alpha = 1 - \frac{{HM}}{{AM}} = \frac{{HB}}{{AM}} = \frac{{2HB}}{{BC}} = 2.\frac{{A{B^2}}}{{B{C^2}}} = 2{\sin ^2}\alpha \).
Cho tam giác ABC vuông tại B với các đỉnh A, B, C và các cạnh đối diện với các đỉnh tương ứng là a, b, c. Kẻ đường cao BH của tam giác ABC, khi đó:
AB2 – AH2 = BC2 – HC2.
\(H{A^2} - H{C^2} = \frac{{{c^2} - {a^2}}}{b}\).
\(AH = \frac{{{b^2} + {c^2} - {a^2}}}{b}\).
a2 = b2 + c2 – 2bc.cos A.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: a) Đúng. b) Sai. c) Sai. d) Đúng.
a) Đúng.
Vì tam giác ABH vuông tại H nên theo định lí Pythagore, ta có:
\(A{H^2} + H{B^2} = A{B^2}\), do đó \(H{B^2} = A{B^2} - A{H^2}\) (1)
Vì tam giác BHC vuông tại H nên theo định lí Pythagore, ta có:
BH2 + HC2 = BC2, do đó BH2 = BC2 – HC2 (2)
Từ (1) và (2) suy ra BC2 – HC2 = AB2 – AH2 .
b) Sai.
Ta có: \(H{A^2} - H{C^2} = A{B^2} - B{H^2} - B{C^2} + H{B^2} = A{B^2} - B{C^2} = {c^2} - {a^2}\).
c) Sai.
Ta chứng minh được (g.g)
Do đó, \(\frac{{AH}}{{BA}} = \frac{{AB}}{{AC}}\) nên AH.AC = AB2 hay AH.b = c2
Suy ra \(AH = \frac{{{c^2}}}{b}\).
d) Đúng.
Ta có: \[{b^2} + {\rm{ }}{c^2}--{\rm{ }}2bc.cos\,A = {b^2} + {c^2} - 2bc.\frac{c}{b} = {b^2} + {c^2} - 2{c^2} = {b^2} - {c^2} = {a^2}\].
Do đó, a2 = b2 + c2 – 2bc.cos A.
Cho góc nhọn α, biết rằng tam giác ABC vuông tại A sao cho \(\widehat B = \alpha \).
Khi đó:
\(\sin \alpha = \frac{{AC}}{{BC}}.\)
\(\cos \alpha = \frac{{AC}}{{AB}}.\)
sin2α + cos2α = 1.
tanα.cotα = 1.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: a) Đúng. b) Sai. c) Đúng. d) Đúng.
a) Đúng.
Ta có \(\sin \alpha = \frac{{AC}}{{BC}}.\)
b) Sai.
Ta có: \(\cos \alpha = \frac{{AB}}{{BC}}.\)
c) Đúng.
Ta có: \({\sin ^2}\alpha + {\cos ^2}\alpha = \frac{{A{B^2}}}{{B{C^2}}} + \frac{{A{C^2}}}{{B{C^2}}} = \frac{{A{B^2} + A{C^2}}}{{B{C^2}}} = \frac{{B{C^2}}}{{B{C^2}}} = 1.\)
Do đó, sin2α + cos2α = 1.
d) Đúng.
Ta có: \(\tan \alpha \cdot \cot \alpha = \frac{{AC}}{{AB}}.\frac{{AB}}{{AC}} = 1\).
Cho các đẳng thức dưới đây:
a) \(\tan x = \frac{{\sin x}}{{\cos x}}\). b) \(\cot x = \frac{{\cos x}}{{\sin x}}\). c) tanx.cotx = 1.
d) tan2x – 1 = cos2x. e) tanx.cosx = sinx. f) cotx.sinx = sin2x.
Hỏi với góc x bất kì, có bao nhiêu đẳng thức đúng trong các đẳng thức trên?
Hướng dẫn giải
Đáp án: 4.
Các đẳng thức thức đúng là: a), b), c), e).
Đẳng thức sai là d) và f), vì:
d) tan2x – 1 = \(\frac{{{{\sin }^2}x}}{{{{\cos }^2}x}} - 1 = \frac{{{{\sin }^2}x - {{\cos }^2}x}}{{{{\cos }^2}x}} \ne {\cos ^2}x\).
f) cotx.sinx = \(\frac{{\cos x}}{{\sin x}}.\sin x = \cos x\).
Cho tam giác ABC vuông tại A (AB < AC), có đường cao AH. Biết HB = 9 cm, HC = 16 cm. Gọi E, F lần lượt là hình chiếu của H trên AB và AC. Khi đó:
i) AH = 12 cm.
ii) AB = 15 cm.
iii) AH2 = AB.AC.sin B.cos C.
iv) AE.AB = AF.AC.
Hỏi có bao nhiêu khẳng định đúng trong các khẳng định trên?
Hướng dẫn giải
Đáp án: 3
Ta có: BC = HC + HB = 9 + 16 = 25 (cm).
• Chứng minh được (g.g) nên AH2 = BH.HC = 9.16 = 144
Suy ra AH = 12 cm.
• Chứng minh được (g.g) nên AB2 = BH.BC = 9.25 = 225
Suy ra BC = 15 cm.
• Xét tam giác ABH vuông tại H có: AH = AB.sin B.
tam giác ACH vuông tại H có AH = AC.sin C.
Do đó, AH2 = AB.AC.sin B.sin C.
• Nhận thấy AEEHF là hình chữ nhật do \(\widehat {EAF} = \widehat {AFH} = \widehat {AEF} = 90^\circ \), suy ra \(\widehat {AEF} = \widehat {EAH}\).
Mà \(\widehat C = \widehat {EAH}\) (cùng phụ với \(\widehat {CAH}\)) nên \(\widehat C = \widehat {AEF}\).
Từ đây chứng minh được (g.g) nên AE.AB = AF.AC.
Từ đây, nhận thấy có 3 khẳng định đúng là i), ii), iv).
Cho tam giác ABC vuông tại A, đường cao AH với AB = 9 cm, AC = 12 cm. Gọi E, D lần lượt là hình chiếu vuông góc của H trên AB, AC. Khi đó:
a) BH = 5,4 cm.
b) AH = 7,2 cm.
c) AE.AB = AD. AC.
d) AE = AD.cot B.
Hỏi có bao nhiêu khẳng định sai trong các khẳng định trên?
Hướng dẫn giải
Đáp án: 1.
• Áp dụng định lí Pythagore vào tam giác ABC có: AB2 + AC2 = BC2.
Suy ra BC = 15 cm.
Ta có: \({S_{ABC}} = \frac{1}{2}AB.AC = \frac{1}{2}AH.BC\) nên AB.AC = AH.BC
Do đó, \(AH = \frac{{AB.AC}}{{BC}} = \frac{{9.12}}{{15}} = 7,2\,\,\left( {cm} \right)\).
• Áp dụng định lí Pythagore vào tam giác ABH có:
AH2 + BH2 = AB2, suy ra BH2 = AB2 – AH2 = 92 – 7,22
Suy ra BH = 5,4 cm.
• Ta chứng minh được (g.g) nên \(\frac{{AE}}{{HA}} = \frac{{AH}}{{AB}}\) hay AH2 = AE.AB (1)
Chứng minh được (g.g) nên \(\frac{{AD}}{{HA}} = \frac{{AH}}{{AC}}\) hay AH2 = AC.AD (2)
Từ (1) và (2) suy ra AE.AB = AD.AC hay \(\frac{{AE}}{{AD}} = \frac{{AC}}{{AB}}\).
• Có tam giác ABC vuông tại A nên \(\tan B = \frac{{AC}}{{AB}}\), mà \(\frac{{AE}}{{AD}} = \frac{{AC}}{{AB}}\) nên \(\tan B = \frac{{AE}}{{AD}}\).
Do đó, AE = AD.tan B.
Vậy có 1 khẳng định sai (khẳng định d).
Cho tam giác ABC vuông tại A (AB < AC), có đường cao AK chia cạnh huyền BC thành hai đoạn KB = 2 cm và KC = 6 cm. Tia phân giác góc B cắt AC tại D. Khi đó:
a) \(AK = 2\sqrt 3 \,\,cm.\)
b) AB = 4 cm.
c) \(\widehat C = 2\widehat {KAC}\).
d) \(\tan \widehat {ABD} = \frac{{AC}}{{AB + BC}}\).
Hướng dẫn giải
Đáp án: 3
• Xét tam giác vuông CKA vuông tại K có: \(\tan C = \frac{{AK}}{{KC}}\).
Xét tam giác vuông AKB vuông tại K có: \(\cot C = \frac{{BK}}{{AK}}\).
Mà \(\widehat C + \widehat B = 90^\circ \) nên tan C = cot B.
Do đó, \(\frac{{AK}}{{KC}} = \frac{{BK}}{{AK}}\) hay AK2 = BK.KC = 2.6 = 12 suy ra \(AK = 2\sqrt 3 \,\,cm.\)
• Áp dụng định lí Pythagore vào tam giác AKB được: AB2 = AK2 + BK2
Suy ra AB = 4 cm.
• Xét tam giác vuông AKC có: \(\tan C = \frac{{AK}}{{KC}} = \frac{{\sqrt 3 }}{3}\), suy ra \(\widehat C = 30^\circ \).
Mà \(\widehat {KAC} + \widehat C = 90^\circ \), suy ra \(\widehat {KAC} = 90^\circ - \widehat C = 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ \).
• Xét tam giác ABD vuông tại A, ta có: \(\tan \widehat {ABD} = \frac{{AD}}{{AB}}\) (1)
Ta lại có BD là tia phân giác của góc B nên \(\frac{{AD}}{{DC}} = \frac{{AB}}{{BC}}\).
Theo tỉ lệ thức, ta có: \(\frac{{AD}}{{AB}} = \frac{{DC}}{{BC}} = \frac{{AD + DC}}{{AB + BC}} = \frac{{AC}}{{AB + BC}}\) (2)
Từ (1) và (2) suy ra \(\tan ABD = \frac{{AC}}{{AB + BC}}\).
Từ đây, nhận thấy có 3 khẳng định đúng là a), b), d).
Cho tam giác ABC nhọn, các đường phân giác AD, đường cao BH, đường trung trực CE đồng quy tại O. Vẽ EF vuông góc với BH tại F. Khi đó:
a) \(\frac{{CH}}{{EF}} = \frac{{AC}}{{AE}}\).
b) \(AC.\cos \widehat {BAC} = BC.\cos \widehat {ACB}\).
Hỏi có bao nhiêu khẳng định sai trong các khẳng định trên?
Hướng dẫn giải
Đáp án: 0
• Xét hai tam giác vuông HOC và FOE, có:
\(\widehat {CHO} = \widehat {EFO} = 90^\circ \)
\(\widehat {HOC} = \widehat {FOE}\) (đối đỉnh)
Do đó, (g.g) suy ra \(\frac{{CH}}{{EF}} = \frac{{OC}}{{OE}}\) (1)
Lại có AD là phân giác góc BAC nên \(\frac{{AC}}{{AE}} = \frac{{OC}}{{OE}}\) (2)
Từ (1) và (2) có \(\frac{{AC}}{{AE}} = \frac{{CH}}{{EF}}\).
• Có EF là đường trung bình của tam giác ABH nên \(EF = \frac{1}{2}AH\).
Mà \(\frac{{AC}}{{AE}} = \frac{{CH}}{{EF}}\) hay \(\frac{{AC}}{{2AE}} = \frac{{CH}}{{2EF}}\) suy ra \(\frac{{AC}}{{AB}} = \frac{{CH}}{{AH}}\), do đó AC.AH = AB.CH.
Tam giác ABH vuông tại H nên \(AH = AB.\cos \widehat {BAC}\)
Tam giác HBC vuông tại H nên \(CH = BC.\cos \widehat {ACB}\).
Do đó, \(AC.AB.\cos \widehat {BAC} = BC.AB.\cos \widehat {ACB}\) hay \(AC.\cos \widehat {BAC} = BC.\cos \widehat {ACB}\).
Vậy cả 2 khẳng định đều đúng.






