Hệ Thức Lượng Giác Liên Quan Đến Đường Cao và Đường Phân Giác Trong Tam Giác Vuông

Hệ Thức Lượng Giác Liên Quan Đến Đường Cao và Đường Phân Giác Trong Tam Giác Vuông

Trong tam giác vuông, đường cao và đường phân giác có những mối quan hệ đặc biệt với các cạnh của tam giác. Dưới đây là một số hệ thức liên quan:

Oct 11, 2024
 

1. Hệ Thức Liên Quan Đến Đường Cao

Giả sử tam giác vuông ABC có góc vuông tại A, và đường cao AH hạ từ A xuống cạnh huyền BC. Ta có các hệ thức:
1. Định lý Pythagore trong tam giác vuông:
AC2+AB2=BC2AC^2 + AB^2 = BC^2
2. Liên hệ giữa đường cao và các cạnh:
AH2=BHHCAH^2 = BH \cdot HC
1AH2=1AB2+1AC2\frac{1}{AH^2} = \frac{1}{AB^2} + \frac{1}{AC^2}
3. Liên hệ giữa đường cao và cạnh huyền:
AH=ABACBCAH = \frac{AB \cdot AC}{BC}

2. Hệ Thức Liên Quan Đến Đường Phân Giác

Giả sử tam giác vuông ABC có góc vuông tại A, và đường phân giác trong của góc A,B,C cắt cạnh huyền tại điểm D,E,F. Ta có các hệ thức:

1. Liên hệ giữa đường phân giác và các cạnh:

BE=ABBCAB+ACBE = \frac{AB \cdot BC}{AB + AC}
CF=ACBCAB+ACCF = \frac{AC \cdot BC}{AB + AC}

2. Tính độ dài của đường phân giác:

AD=ABAC(1BC2(AB+AC)2)AD = \sqrt{AB \cdot AC \left(1 - \frac{BC^2}{(AB + AC)^2}\right)}

Ví dụ Giải Tam Giác Vuông Khi Biết Độ Dài Đường Cao Hoặc Đường Phân Giác

Ví dụ 1: Giải Tam Giác Vuông Khi Biết Độ Dài Đường Cao

Giả sử tam giác vuông ABC có góc vuông tại A, biết AH = 6 cm và góc B = 30°. Tìm độ dài các cạnh AB, AC, và BC.

1. Sử dụng hệ thức:

tan(30)=AHAB\tan(30^\circ) = \frac{AH}{AB}
AB=AHtan(30)AB = \frac{AH}{\tan(30^\circ)}
=633= \frac{6}{\frac{\sqrt{3}}{3}}
=63cm= 6\sqrt{3} \, \text{cm}
2. Tính AC:
sin(30)=AHAC\sin(30^\circ) = \frac{AH}{AC}
AC=AHsin(30)=612=12cmAC = \frac{AH}{\sin(30^\circ)} = \frac{6}{\frac{1}{2}} = 12 \, \text{cm}
3. Tính BC:
BC=AB2+AC2=(63)2+122=108+144=252=67cm\begin{align}BC &= \sqrt{AB^2 + AC^2} \\&= \sqrt{(6\sqrt{3})^2 + 12^2} \\&= \sqrt{108 + 144} \\&= \sqrt{252} \\&= 6\sqrt{7} \,\text{cm}\end{align}

Ví dụ 2: Giải Tam Giác Vuông Khi Biết Độ Dài Đường Phân Giác

Giả sử tam giác vuông ABC có góc vuông tại A, biết BD = 5 cm và góc B = 45°. Tìm độ dài các cạnh AB, AC, và BC.
1. Sử dụng hệ thức:
tan(45)=BDAB\tan(45^\circ) = \frac{BD}{AB}
AB = BD = 5 cm\, \text{cm}
2. Tính AC:
tan(45)=BDAC\tan(45^\circ) = \frac{BD}{AC}
AC = BD = 5cm \, \text{cm}
3. Tính BC:
BC = AB + AC = 5 + 5 = 10cm10 \, \text{cm}

Kết Luận

Như vậy, chúng ta đã chứng minh và áp dụng các hệ thức lượng giác liên quan đến đường cao và đường phân giác trong tam giác vuông để giải các bài toán cụ thể. Các hệ thức này rất hữu ích trong việc tính toán và hiểu rõ hơn về cấu trúc của tam giác vuông.