Giải SBT Toán 9 Chân trời sáng tạo Bài 1. Đường tròn có đáp án
8 câu hỏi
Chứng minh bốn đỉnh của hình vuông ABCD có cạnh bằng 16 cm đều nằm trên một đường tròn. Tính bán kính của đường tròn này.
Gọi O là giao điểm của hai đường chéo của hình vuông ABCD, khi đó O là trung điểm của AC và BD, nên OA = OB = OC = OD = \(\frac{1}{2}AC = \frac{1}{2}BD.\)
Áp dụng định lí Pythagore cho tam giác ABD vuông tại A ta có:
\[BD = \sqrt {A{D^2} + A{B^2}} = \sqrt {{{16}^2} + {{16}^2}} = \sqrt {2 \cdot {{16}^2}} = 16\sqrt 2 \,\,{\rm{(cm}}).\]
Do đó \[OA = OB = OC = OD = \frac{1}{2} \cdot 16\sqrt 2 = 8\sqrt 2 \,\,{\rm{(cm}}).\]
Suy ra bốn đỉnh của hình vuông ABCD đều nằm trên đường tròn \(\left( {O;\,\,8\sqrt 2 \;{\rm{cm}}} \right).\)
Cho tam giác ABC có AB = AC = 13 cm, BC = 10 cm và có BH, CK là hai đường cao. Chứng minh:
a) Bốn điểm B, C, H, K cùng nằm trên đường tròn (O; R).
b) Điểm A nằm ngoài đường tròn (O; R).
a) Gọi O là trung điểm của BC. Khi đó, \(OB = OC = \frac{1}{2}BC.\)
Do BH và CK là đường cao tam giác ABC nên BH ⊥ AC tại H; CK ⊥ AB tại K
Suy ra tam giác BHC vuông tại H; tam giác BKC vuông tại K
Xét tam giác BKC vuông tại H có KOlà đường trung tuyến ứng với cạnh huyền BC nên \(KO = \frac{1}{2}BC.\)
Chứng minh tương tự đối với ∆BKC vuông tại K, ta có \(HO = \frac{1}{2}BC.\)
Suy ra \[KO = OH = OB = OC = \frac{1}{2}BC = \frac{1}{2} \cdot 10 = 5\,\,{\rm{(cm}}).\]
Tứ giác BKHC có: OB = OK = OH = OC = 5 cm nên bốn điểm B, C, H, K cùng nằm trên đường tròn (O; R) với R = 5 cm.
b) Xét ∆ABC cân tại A (do AB = AC) có AO là đường trung tuyến nên đồng thời là đường cao, suy ra ∆ABO vuông tại O.
Áp dụng định lí Pythagore cho tam giác AOB vuông tại O, ta có:
\(OA = \sqrt {B{A^2} - O{B^2}} = \sqrt {{{13}^2} - {5^2}} = \sqrt {144} = 12\,\,({\rm{cm}}).\)
Vì 12 > 5 nên OA > R, suy ra điểm A nằm ngoài đường tròn (O; R).
Xác định vị trí tương đối của hai đường tròn (O; R) và (O’; R’) trong mỗi trường hợp sau:
a) OO’ = 7, R = 29, R’ = 4;
b) OO’ = 21, R = 44, R’ = 23;
c) OO’ = 15, R = 7, R’ = 8;
d) OO’ = 6, R = 24, R’ = 20.
a) Ta có: 7 < 29 – 4 nên OO’ < R – R’, suy ra đường tròn (O; R) đựng đường tròn (O’; R’).
b) Ta có: 21 = 44 – 23 nên OO’ = R – R’, suy ra hai đường tròn (O; R) và (O’; R’) tiếp xúc trong.
c) Ta có: 15 = 7 + 8 nên OO’ = R + R’, suy ra hai đường tròn (O; R) và (O’; R’) tiếp xúc ngoài.
d) Ta có: 24 – 20 < 6 < 24 + 20 nên R – R’ < OO’ < R + R’, suy ra hai đường tròn (O; R) và (O’; R’) cắt nhau.
Cho đường tròn (O; 8 cm) và hai điểm A, B nằm trên đường tròn thoả mãn AB = 6 cm. Vẽ đường kính MN sao cho hai đoạn thẳng MN và AB không có điểm chung. Gọi A’, B’ lần lượt là hai điểm đối xứng với A, B qua MN. Chứng minh:
a) ABB’A’ là hình thang cân.
b) Bốn điểm A, B, B’, A’ cùng nằm trên đường tròn (O; 8 cm).
a) Gọi I, J lần lượt là giao điểm của MN với AA’, BB’.
Do A’, B’ lần lượt là hai điểm đối xứng với A, B qua MN nên AA’ ⊥ MN tại I, IA = IA’ và BB’ ⊥ MN tại J, JB = JB’.
Xét ∆AIJ và ∆A’IJ, có:
\(\widehat {AIJ} = \widehat {A'IJ} = 90^\circ ,\)IA = IA’, cạnh IJ chung
Do đó ∆AIJ = ∆A’IJ (hai cạnh góc vuông)
Suy ra AJ = A’J và \[\widehat {{\rm{AJI}}} = \widehat {A'JI}\] (các cặp cạnh và góc tương ứng).
Ta có: \[\widehat {{\rm{AJI}}} + \widehat {BJA} = 90^\circ ;\,\,\widehat {A'JI} + \widehat {A'JB'} = 90^\circ \] và \[\widehat {{\rm{AJI}}} = \widehat {A'JI}\] nên \[\widehat {BJA} = \widehat {A'JB'}.\]
Xét ∆ABJ và ∆A’B’J, có:
JB = JB’, \[\widehat {BJA} = \widehat {A'JB'},\]AJ = A’J
Do đó ∆ABJ = ∆A’B’J (c.g.c), suy ra \(\widehat B = \widehat {B'}.\)
Ta có AA’ // BB’ (cùng vuông góc với MN) nên ABB’A’ là hình thang, lại có \(\widehat B = \widehat {B'}\) nên ABB’A’ là hình thang cân.
b) Ta có MN là trục đối xứng của đường tròn (O; 8 cm), A, B đã thuộc đường tròn (O; 8 cm) suy ra A’, B’ là hai điểm đối xứng với A, B qua MN nên cũng thuộc đường tròn (O; 8 cm), suy ra bốn điểm A, B, B’, A’ cùng nằm trên đường tròn (O; 8 cm).
Cho đường tròn (O) đường kính AB, vẽ dây CD vuông góc với AB tại M. Cho biết AM = 1 cm, \(CD = 2\sqrt 3 \;{\rm{cm}}.\) Tính:
a) Bán kính đường tròn (O).
b) Số đo \(\widehat {CAB}.\)
a) Ta có đường kính AB là trục đối xứng của đường tròn (O)
Suy ra \(MC = MD = \frac{{CD}}{2} = \frac{{2\sqrt 3 }}{2} = \sqrt 3 \;({\rm{cm}}).\)
Tam giác ABC có CO là đường trung tuyến và \(CO = \frac{1}{2}AB,\) suy ra ABC là tam giác vuông tại C.
Do \[\widehat {CAM} + \widehat {CBM} = 90^\circ ;\,\,\widehat {CAM} + \widehat {ACM} = 90^\circ \] nên \[\widehat {CBM} = \widehat {ACM}.\]
Xét ∆CMB và ∆AMC có:
\[\widehat {AMC} = \widehat {CMB} = 90^\circ \] và \[\widehat {CBM} = \widehat {ACM}\]
Do đó ∆CMB ᔕ ∆AMC (g.g).
Suy ra \(\frac{{MC}}{{MA}} = \frac{{MB}}{{MC}},\) nên \(MB = \frac{{M{C^2}}}{{MA}} = \frac{{{{\left( {\sqrt 3 } \right)}^2}}}{1} = 3\;({\rm{cm}}).\)
Gọi R là bán kính đường tròn đường kính AB, khi đó AB = 2R.
Ta có AB = MA + MB = 1 + 3 = 4 = 2R, suy ra R = 2 cm.
b) Xét tam giác AMC vuông tại M, ta có:
\(\tan \widehat {CAB} = \tan \widehat {CAM} = \frac{{MC}}{{MA}} = \frac{{\sqrt 3 }}{1} = \sqrt 3 ,\) suy ra \(\widehat {CAB} \approx 60^\circ .\)
Cho hai điểm A, B trên đường tròn (O; R). Cho biết AB = 9 cm và khoảng cách từ O đến đường thẳng AB là \(OH = \frac{R}{2}.\)
Tính:
a) Số đo \(\widehat {OBH}.\)
b) Bán kính R của đường tròn.
a) Xét tam giác OHB vuông tại H, ta có:
\(\sin \widehat {OBH} = \frac{{OH}}{{OB}} = \frac{{\frac{R}{2}}}{R} = \frac{1}{2},\) suy ra \(\widehat {OBH} = 30^\circ .\)
b) Xét tam giác AOB cân tại O (do OB = OA = R) có OH là đường cao nên đồng thời là đường trung tuyến, suy ra \[HB = HA = \frac{{AB}}{2} = \frac{9}{2} = 4,5\,\,{\rm{(cm}}).\]
Xét tam giác OHB vuông tại H, ta có:
\(\cos \widehat {OBH} = \frac{{BH}}{{OB}},\) suy ra \(OB = \frac{{BH}}{{\cos \widehat {OBH}}} = \frac{{4,5}}{{\cos 30^\circ }} = \frac{{4,5}}{{\frac{{\sqrt 3 }}{2}}} = 3\sqrt 3 \;({\rm{cm}}).\)
Suy ra \(R = OB = 3\sqrt 3 \,\,{\rm{cm}}.\)
Tìm trục đối xứng của hình tạo bởi hai đường tròn (O) và (O’) trong Hình 12.
Vẽ đường thẳng d đi qua tâm O và O’ của hai đường tròn, ta có d là trục đối xứng của (O) và (O’), suy ra d là trục đối xứng của hình tạo bởi hai đường tròn (O) và (O’).
Cho hình vuông ABCD có cạnh bằng 4 cm.
a) Vẽ các đường tròn tâm A, B, C, D bán kính 2 cm.
b) Nêu nhận xét về vị trí giữa các cặp đường tròn (A; 2 cm) và (B; 2 cm), (A; 2 cm) và (C; 2 cm).
a)
b) Ta có AB = 4 = 2 + 2, suy ra cặp đường tròn (A; 2 cm) và (B; 2 cm) tiếp xúc ngoài.
Do ABCD là hình vuông nên AD = DC = 4 cm và \(\widehat {ADC} = 90^\circ ,\) áp dụng định lí Pythagore cho ∆ADC vuông tại D, ta có:
\[AC = \sqrt {A{D^2} + C{D^2}} = \sqrt {{4^2} + {4^2}} = 4\sqrt 2 \,\,{\rm{(cm}}).\]
Mà AC = \(4\sqrt 2 \) > 2 + 2, suy ra cặp đường tròn (A; 2 cm) và (C; 2 cm) ở ngoài nhau.
