Phép giải tam giác: trung tuyến - đường cao (bài 2)

Cho tam giác nhọn $ABC$ có cạnh $BC=5,4 \text{cm}$, trung tuyến $BM=3,8 \text{cm}$ đường cao $AH=2,7 \text{cm}$. Tính $AB, AC\ \text{và}\ OC$.

 

nut baigiaimoi
dat1a Ta có:

$BC^2+BA^2=2BM^2+\dfrac{AC^2}{2} ⇔ BA^2=-\dfrac{7}{25}+\dfrac{AC^2}{2}\quad (1)$.
day1b
Vì $H$ nằm trên đoạn $BC$ nên $BH+CH=BC ⇔ \sqrt{AB^2-2,7^2}+\sqrt{AC^2-2,7^2}=5,4^2\quad (2)$

Thay (1) và (2) ta có phương trình $\sqrt{-\dfrac{7}{25}+\dfrac{x^2}{2}-2,7^2}+\sqrt{x^2-2,7^2}=5,4$
 
Giải phương trình tìm $AC$: dat1b lưu nghiệm vào A.
 

Khi đó $AB=$ dat1c lưu vào B.
 
Lưu các tỉ số $x=\dfrac{BH}{BC}, y=\dfrac{CM}{CA}$ và $z$ vào các biến nhớ x, y, z dat1D.

dat1e

Áp dụng công thức tâm tỉ cự:

$OC=$ dat1fm

 

Cách nhớ công thức tâm tỉ cự

(tính $OA, OB, OC$ theo ba cạnh của tam giác $ABC$).

 

 
$\fbox{$AO=\dfrac{1-y}{1-y+xy}\sqrt{(1-x)AB^2+xAC^2-(1-x)xBC^2}$}$
 
$\fbox{$BO=\dfrac{x}{1-y+xy}\sqrt{(1-y)BC^2+yBA^2-(1-y)yAC^2}$}$
 
$\fbox{$CO=\dfrac{1}{1-y+xy}\sqrt{xyzCA^2+(1-x)(1-y)zCB^2-xy(1-x)(1-y)AB^2}$}$
 
 

$\bullet$ Tính hai tỉ số $x=\dfrac{BH}{BC}, y=\dfrac{CM}{CA}$ sau đó tính $z=xy+(1-x)(1-y)$. Đặt các tỉ số này vào hình vẽ như hình minh họa.
 
$\bullet$ Ba công thức có chung mẫu số $1-y+xy$. Tử của $AO$ ứng với $AM \ (1-y)$, tử của $BO$ ứng với $BH \ (x)$, tử của $CO$ là $1$.
 
$\bullet$ Phần trong căn là một tổ hợp tuyến tỉnh của bình phương ba cạnh. Ba cạnh này liệt kê đúng thứ tự và theo chiều dương (ngược chiều kim đồng hồ), ví dụ tính $AO$, đỉnh $A$ thì hai cạnh đầu tiên là $AB$ và $AC$ (đồng hồ tâm $A$ chiều dương từ $B$ qua $C$) cạnh thứ ba là $BC$. Tương tự cho $BO$ và $CO$.
 
Thử ghi nhớ hệ số trong công thức tính $AO$. Quan sát thấy $AB$ “ngó” xuống $1-x$, $AC$ “ngó” xuống $x$ và $BC$ hệ số là âm của tích $x(1-x)$.
 
Tương tự cho $BO$.
 
$CO$ khó hơn một chút, $CA$ (chứ không phải $AC$) ngó xuống $xy$, $CB$ (chứ không phải $BC$) ngó xuống $(1-x)(1-y)$, còn hệ số của $AB$ là âm của tích $xy(1-x)(1-y)$. Chưa xong, các thừa số $xy$ và $(1-x)(1-y)$ còn phải nhân thêm $z$.
 
 

Bài tập bổ sung. Cho tam giác $ABC$ các kích thước $AB=22, AC=32, BC=28$. Đường phân giác trong $BD$ cắt $AC$ tại $E$. Gọi $K$ là trung điểm $BE$. Tính $AK$ và diện tích tứ giác $CEKM$.

 

nut baigiaimoi
dat2a Cách 1:
$BE=\dfrac{2BA.BC\cos \dfrac{\widehat{ABC}}{2}}{BA+BC}$,
 
$\widehat{ABC}=\arccos\dfrac{BA^2+BC^2-AC^2}{2BA.BC}$
 
dat2b 1
 
lưu vào A.
 

$AE= $ dat1c 1 lưu vào B.
 
Vậy $AK=\sqrt{\dfrac12\left(AB^2+AE^2-\dfrac{AE^2}{2}\right)}$ dat2d
 

Cách 2: Dùng công thức tâm tỉ cự.

Ta có $x=\dfrac{AE}{AC}=\dfrac{22}{22+28}=\dfrac{11}{25}$ lưu vào $x$. Đặt $\dfrac{CM}{CA}=y$.

Theo công thức tâm tỉ cự ta có: $BK=\dfrac{1-y}{1-y+xy}\sqrt{(1-x)BA^2+xBC^2-x(1-x)AC^2}$

Nhập phương trình lên Bộ giải phương trình và giải phương trình tìm $y$:

dat3b nghiệm tự động lưu vào y.

Áp dụng công thức tâm tỉ cự cho $AK$: dat3d

Chia sẻ

About TS. Nguyễn Thái Sơn

TS. Nguyễn Thái Sơn
Nguyên trưởng Khoa Toán-Tin học ĐHSP TP HCM (1999-2009). Nguyên Giám đốc- Tổng biên tập NXB ĐHSP TP HCM (2009-2011). Nguyên Tổng thư ký Hội Toán học TP HCM (2008-2013).

Bài Viết Tương Tự

Công thức xác định tâm tỉ cự

Cho tam giác $ABC$, ba đoạn $AM, BN, CP$ cắt nhau tại $I$. Ta định …