Ụ Ụ M C L C
ộ N i dung TT Trang
ề 1 2 ặ ấ A. Đ t v n đ
ộ B. N i dung
5 ề ơ ả I. Bài toán n n c b n. 2
Ứ ộ ố ị ứ ụ 3 9
II. ng d ng ch ng minh m t s đ nh lý hình h cọ
Ứ ụ ả III. ng d ng gi i các bài toán v t ề ỷ ố s . 4 13
Ứ ụ ả ọ ộ ẳ IV. ng d ng gi i bài toán trong t a đ ph ng. 5 19
Ứ ụ ả ấ ẳ ứ ự V. ng d ng gi ị i bài toán b t đ ng th c, c c tr 6 24
ậ 7 32 ế C. K t lu n
ệ ả Tài li u tham kh o 8 33
1
Ặ Ấ Ề A. Đ T V N Đ
ọ ề 1. Lý do ch n đ tài:
ọ ọ ụ
ề ệ ứ ộ ả ườ
ỗ
ạ ệ ọ ớ ọ ộ ạ
ế ọ ứ ầ ụ ế ứ ng phát tri n, tìm tòi ngày càng cao. Đ ng tr
ổ ả ự ườ ỗ
ứ ữ ả ạ
ể ụ ấ ế ế ề ạ
ướ i giáo viên hoàn toàn ph i t ự ế ả ẻ ạ ạ ạ ề ả ạ ề ứ ộ ọ Toán h c là b môn khoa h c quan tr ng có nhi u ng d ng trong cu c ọ ụ ế ố ố ng đ i s ng. Do đó vi c gi ng d y truy n th ki n th c toán h c trong nhà tr ộ ứ ế ọ ớ v i m i giáo viên và vi c h c Toán ti p thu ki n th c v i h c sinh là m t ộ ệ Quá trình d y và h c luôn là m t quá trình đ ng nhi m v h t s c quan tr ng. ớ ướ theo h c yêu c u đ i m i ệ ươ mình ng pháp giáo d c hi n nay, m i ng ph ể ề ặ gi ng d y, đ tìm cách giúp nghiên c u nh ng v n đ g p ph i. Trong th c t ườ ộ ứ ọ h c sinh ti p thu ki n th c m t cách m m d o, linh ho t và sáng t o thì ng i giáo viên cũng ph i có cách truy n đ t linh ho t và sáng t o.
ỗ ườ ọ i giáo viên nghiên c u khoa h c là nhi m v
ằ ứ ớ ụ ệ ầ ộ
ư ậ ế ệ ạ
ả ề ế ả
ộ ấ ế ặ ả
ụ ệ ố ớ Ngoài ra đ i v i m i ng ự ế ừ nh m không ng ng nâng cao trình đ nghi p v . V i yêu c u th c t và suy ự ộ ớ nghĩ nh v y, v i trách nhi m là m t giáo viên tham gia gi ng d y tr c ti p tôi ố ướ ữ i quy t trong đ tài này mong mu n xin đóng góp nh ng suy nghĩ và h ng gi ườ ề ả ầ góp ph n vào gi ng g p ph i khi i quy t m t v n đ khó khăn mà chúng ta th ớ ứ đ ng l p.
ẫ ọ
ề ừ ượ ạ ấ ư ự ế ệ ế duy, tr u t vi c d y và h c hình h c
ấ ậ
ữ ư ẻ ắ ậ ỏ ơ
ế ế ủ
ả ề ả
ầ i toán Hình h c không linh ho t không n m đ ng gi ậ i chính cho t ng bài toán riêng bi ớ ọ ượ ướ c h ế ắ ừ ế ữ ứ ơ
ệ ọ ạ ng cao d n đ n h c sinh ng i Do Hình h c mang tính ch t t ọ ở ườ ọ ọ ng THPT h c hình. Đi u này nói lên th c t tr ắ ệ ọ ứ ề ệ hi n nay còn nhi u b t c p. Nguyên nhân sâu xa là vi c h c sinh n m ki n th c ứ ụ ệ ờ ợ ừ t ng ph n ch a ch c còn l ng l o h i h t, h n n a vi c v n d ng ki n th c ộ ượ ạ c vào cái đích c a m t vào gi ể ầ ệ ấ t. Đ d n v n đ , không tìm đ ọ ự ư đ a trình đ h c sinh lên ti p c n v i nh ng ki n th c cao h n tôi l a ch n và ớ gi ộ ọ ề i thi u chuyên đ
ể ự ọ ừ ệ bài toán di n tích tam
"Phát tri n năng l c toán cho h c sinh THPT t giác”.
ớ ọ ộ ệ
ả
ươ ng pháp thông th ẽ ẽ ặ ả ạ
ọ ủ ả ộ ạ ọ
ệ ộ ấ ứ ế
ề ệ ứ ể
ề ấ ẳ ứ ự ọ ổ ọ ị ệ ề i thi u các bài toán tính toán và N i dung chuyên đ bó g n trong vi c gi ậ ộ ố ế ế ệ ử ụ i quy t m t s bài t p mà n u dùng các ng pháp di n tích vào gi s d ng ph ườ ế ử ụ ươ ư ươ ng s g p khó khăn nh ng n u s d ng ph ph ng pháp ề ạ ộ ờ ệ i hay và linh ho t. Trong ph m vi đ tài này ta i gi di n tích ta s có m t l ổ ế không bàn đ n vi c thay đ i cách d y cách h c c a c b môn Hình h c mà ta ấ ề ọ ỉ ướ ặ c ch nói đ n m t v n đ h c sinh g p r t nhi u khó khăn đó là đ ng tr ạ ụ ệ ữ nh ng bài toán tính toán di n tích và áp d ng di n tích đ ch ng minh các đ i ượ l ng không đ i, các bài toán v b t đ ng th c, c c tr trong hình h c h c sinh
2
ườ ắ ầ ừ ướ ư ế đâu, h ng suy nghĩ nh th nào và cái
ắ ế ng không bi t suy nghĩ b t đ u t th ớ ầ i là gì? đích c n nh m t
ể ứ ướ ề ề
ư ướ ắ Đ ng tr ắ c bài toán ta có th có nhi u h ố ề ề ỗ
ả ả ế
ử ụ ươ ứ ệ ả i ể i quy t các bài toán tính ng pháp di n tích đ ch ng minh các bài toán
ng suy nghĩ nhi u cách gi ầ nh ng ch c ch n m i bài toán đ u có đi u ch t căn b n mà ta c n bám vào đ ậ ề ư khai thác. Nh trên đã nói đ tài này t p trung vào gi ệ ể toán di n tích và s d ng ph ọ hình h c khác.
ố ạ ể ế ầ
ắ ể ả ượ ế i đ
Đ làm t ộ ớ ứ ầ ề ả ọ
ứ ộ ạ ậ ầ ứ ế ả ộ
ổ ể ắ ộ ợ ắ ướ ọ ậ c h t c n giúp cho h c sinh n m t các d ng bài t p này, tr ệ ế c các ch c các n i dung ki n th c liên quan đ n di n tích. Ngoài ra đ gi ự bài toán v i m c đ yêu c u cao v suy lu n thì h c sinh ph i có s phán đoán, ể ổ bi n đ i linh ho t các công th c, đôi khi c n ph i có m t cách nhìn t ng quát đ có th c t ghép hình m t cách h p lý.
ộ ọ ớ ụ
ộ ể i gi
ườ
ng pháp di n tích đ tìm ra l i gi
ụ ụ ể ươ ữ V i m c đích giúp cho h c sinh có m t cái nhìn khái quát, h ộ ắ ậ ụ ự ế ề , bài t p th ể ể ử ụ ệ ư ậ ễ ể Qua nh ng ví d c th nh v y h c sinh ti p c n đ
ọ ươ ườ ọ ng h c sinh không quen s d ng đó là ph
ọ ử ụ ạ ằ ọ
ạ ọ
ệ ọ ứ ạ ở ướ ng suy nghĩ ố ả ờ i cho m t bài toán, N i dung chính tôi mu n trình bày đúng đ n đ tìm tòi l ổ ặ ở ườ ữ tr ng g p ng ph trong đ tài này là qua nh ng ví d th c t ả ơ ả ờ i đ n gi n thông mà có th s d ng ph ượ ế ậ ắ c ng n g n và d hi u. ươ ộ ng pháp ng pháp mà th m t ph ứ ọ B ng cách đó t o cho h c sinh h ng thú ứ ệ di n tích trong ch ng minh Hình h c. ọ ơ ừ ớ h n v i lo i toán này nói riêng và Hình h c nói chung. T đó yêu c u h c sinh ườ ơ ế ụ ti p t c tìm tòi nghiên c u và sáng t o h n trong vi c h c Toán ầ nhà tr ng.
ứ ệ ụ 2. Nhi m v nghiên c u
ể ả
ự ề ng THPT. Trên c s nh ng u khuy t đi m đ ra gi
ở ở ữ ư ệ ọ ờ ộ ạ ự ế trong gi ng d y b môn Tìm hi u, phân tích, đánh giá tình hình th c t ả ể ế ở ườ i pháp th c tr ừ ự ế ồ . th c t toán ệ hi n. Đ ng th i rút ra bài h c kinh nghi m t
ố ượ ứ ạ 3. Đ i t ng và ph m vi nghiên c u
ể ạ ủ ớ ớ ạ các l p đ i trà và l p
ườ ủ ở ọ ủ ọ Tìm hi u cách d y c a GV, cách h c c a h c sinh ng THPT Nam Đàn 2. ng HSG môn toán c a tr ồ ưỡ b i d
ụ ề 4. M c tiêu đ tài:
ố ớ Đ i v i giáo viên:
ụ ụ ả ỏ ạ +Ph c v gi ng d y và thi giáo viên gi i.
ồ ưỡ +B i d ng HSG.
ố ớ ọ Đ i v i h c sinh:
ụ ụ ệ ọ + Ph c v vi c h c và thi HSG.
3
ế ệ ề ấ ậ + Bi t cách nhìn nh n phân tích các v n đ toàn di n và khái quát
h n.ơ
ồ ộ ề ầ 5. N i dung đ tài g m 5 ph n chính
ề ơ ả I. Bài toán n n c b n.
ộ ố ị Ứ ụ ứ ọ II. ng d ng ch ng minh m t s đ nh lý hình h c
Ứ ụ ả III. ng d ng gi i các bài toán v t ề ỷ ố s .
Ứ ụ ả ọ ộ ẳ IV. ng d ng gi i bài toán trong t a đ ph ng
ụ ả ấ ẳ ứ ự Ứ V. ng d ng gi ị i bài toán b t đ ng th c, c c tr .
ươ ứ 6. Các ph ng pháp nghiên c u chính
ệ ạ ọ ở ề ồ ưỡ ể + Đi u tra tìm hi u vi c d y và h c ớ các l p b i d ng HSG.
ự ờ ả ạ + D gi ệ rút kinh nghi m gi ng d y
ọ ủ ọ ế + Phân tích đánh giá quá trình ti p thu bài h c c a h c sinh thông qua
ể ệ ắ ki m tra, tr c nghi m.
ổ ề ệ ạ ọ
ế ề ổ ộ t, các ý ki n trao đ i v vi c d y và h c toán ệ ả ế ươ ạ ng pháp gi ng d y, trong các tài li u
ậ ề ộ ả + Tham kh o các bài vi ả ớ trong các cu c th o lu n v đ i m i ph ả và sách tham kh o v b môn toán.
ứ ậ ượ ấ ề
ế ề ủ ạ ắ
ạ
ấ ể ể ề ỹ ờ ậ ượ ệ ồ ể ủ ệ ỏ ầ ề
ế ơ ệ ể c r t Trong quá trình nghiên c u và th nghi m đ tài này, tôi nh n đ ế ề nhi u ý ki n đóng góp quý báu c a b n bè đ ng nghi p. Khi b t tay vào vi t đ tài này do qu th i gian có h n nên không th tránh kh i sai sót. Tôi r t mong ế ụ ti p t c nh n đ c nhi u ý ki n đóng góp c a các th y cô giáo đ đ đ tài ủ c a tôi ngày càng hoàn thi n h n.
ả ơ Xin chân thành c m n !.
4
Ộ B. N I DUNG
Ề Ơ Ả I. BÀI TOÁN N N C B N
ể ạ ố ắ ắ ọ Đ làm t c h t c n giúp h c sinh n m ch c các
ướ ế ầ t các d ng bài tâp, tr ệ ứ ế ế ộ n i dung ki n th c liên quan đ n di n tích
=
=
D =
S
ứ ệ a) Các công th c tính di n tích tam giác:
ah a
b h . b
c h . c
1 2
1 2
1 2
=
=
D =
S
ab
C
ac
B
bc
A
.sin
sin
sin
1)
1 2
1 2
1 2
D =
S
2)
abc R 4
D =
S
p r .
3)
4)
D =
S
p p a p b p c
)(
)(
(
)
- - - 5)
D =
S
(
(
(
= p a r ) a
= p b r ) b
p c r ) c
- - - 6)
,
đây:Ở
,A B C .
,
,
,
ệ ạ ớ ỉ ươ ứ +) ố ,a b c là các c nh đ i di n v i các đ nh t , ng ng
b
h h h là các đ a c
,A B C .
ườ ẻ ừ ỉ ủ +) ng cao c a tam giác k t đ nh
ườ +) R là bán kính đ ạ ế ng tròn ngo i ti p tam giác
ườ +) r là bán kính đ ộ ế ng tròn n i ti p tam giác
b
c
=
P
, , ườ ế +) ế ng tròn bàng ti p (ti p xúc ngoài tam giác) r r r là bán kính đ a
+ + a b c 2
ủ ử +) là n a chu vi c a tam giác
ổ ề ề ỉ ố ệ b) B đ v t s di n tích
ế ườ ng
ỉ ố ệ ỉ ố ệ ỉ ố ỉ ố ằ ằ ề ế ổ ề N u hai tam giác có cùng đáy thì t s di n tích b ng t s hai đ B đ 1: cao, n u hai tam giác có cùng chi u cao thì t s di n tích b ng t s đáy.
ABC
=
ộ ườ ể ẳ ng th ng ổ ề Cho tam giác ABC , D và E là các đi m thu c đ AB và B đ 2:
S S
AD AE . AB AC
ADE
AC . Khi đó
ủ ứ ứ ệ c) Công th c tính di n tích c a t giác
5
ứ ằ ườ ạ ở Di n tích t ử giác b ng n a tích hai đ ớ ng chéo nhân v i góc t o b i hai
ườ ệ ng chéo. đ
ườ ệ ứ ử giác có hai đ ng chéo vuông góc thì di n tích t ằ giác b ng n a
ế ứ N u t ườ tích hai đ ng chéo.
ABC
D ổ không đ i khi ố ị BC c đ nh và ộ A di đ ng trên
ườ B ài toán 1.1 ẳ ng th ng đ A1 A A2 ệ : Di n tích / /d BC . d
a
h
B C
( ah không đ i)ổ
ộ ộ ỉ M , hai đáy AB và CD thu c m t Hai tam giác có chung đ nh
ườ B ài toán 1.2: đ ẳ ng th ng thì:
MAB
D
=
D
AB CD
S S
MCD
M
m
h
A B C D
( mh chung)
D ứ ự ạ , trên c nh ,AB AC . B ài toán 1.3: Cho ABC ,B C th t 1 1
A D
S
AB C 1 1
=
ứ ằ Ch ng minh r ng: D
S
AB AC . 1 1 AB AC .
ABC
1
C
1
S
S
S
AB C 1 1
AB C 1 1
AB C 1
=
.
S
S
S
ABC
ABC
AB C 1
Gi i: ả B D D D Cách 1: D D D
B C 6
S
AB C 1 1
=
S
AC AB 1 1 . AC AB
ABC
D ụ Áp d ng bài toán ta có: D
AB AC . 1 1
ứ ự ứ ệ Cách 2: D a vào công th c tính di n tích th 2
S
S
AB C 1 1
AB C 1 1
=
=
S
S
AB AC . 1 1 AB AC .
ABC
ABC
) A .sin ) A
AB AC .
.sin
1 2 1 2
D D (cid:0) Ta có: D D
1
D / / ạ ỏ , ,AB AC th a mãn BC . ,B C thu c c nh ộ 1 B C , 1 1
ứ Bài toán 1.4: Cho ABC ằ Ch ng minh r ng:
S
2
AB C 1 1
=
=
=
k
k
1AB AB
S
2 AB � � 1 � � AB � �
ABC
D , v i ớ D
ườ ặ ợ ng h p đ c bi ệ ủ bài toán 1.3 t c a Gi i:ả Bài toán 1.4 là tr
:
�
ABC
AB C 1 1
D D BC / / ừ ấ T tính ch t song song (k là t ỷ ố ồ s đ ng B C , 1 1
d ng)ạ
ỷ ố ệ ạ ằ ồ ươ ỷ ố ồ ng t s đ ng
Ta có "T s di n tích hai tam giác đ ng d ng b ng bình ph ạ d ng."
, , ABCD n i ti p đ a b c d . Ch ng ứ ,
=
ệ ằ giác ứ c và có các c nh ứ ượ ứ Bài toán 1.5: Cho t minh r ng di n tích t ạ ộ ế ượ c tính theo công th c sau: giác đó đ
S
(
p a p b p c p d )(
)(
)(
)
- - - - , trong đó p là n a chu vi tam giác. ử
Gi iả :
, , ứ ộ ế ớ ộ ạ Gi ả ử ABCD là t s giác n i ti p v i đ dài c nh là a b c d . (hình bên) ,
0
� � + A C A ,
=
+
=
+
S
S
S
ad
A
sin
bcsinC
= C A nên sin sin = 180 Khi đó: = - C cos cos
ABD
CDB
1 2
1 2
Ta có
=
A
sin
= + S ad bc A ( )sin Hay 2 ,
S 2 + ad bc
suy ra
ABD có
2
2
ặ M t khác, tam giác
2 BD a
2
2
= + - d ad A 2 cos
2 BD b
= + + 2 + 2 - Còn tam giác CBD có: . c b c bc 2 = cosC bc 2 cosA
7
2
2
2
2
2
2
2
+
+ - - a d b = 2 c + ad bc A Suy ra 2( )cos
a
c
=
A
cos
d b + ad bc 2(
)
2
2
2
2
2
2
+
+
- - Nên
a
d
b
c
+ ad bc
2 16S
(
= 2 2 )
4(
)
2
2
=
+ 2
- - + Do A A sin 1
+ ad bc
a
d
b
c
2(
2 16S
)
(
2 2 )
2
2
2
2
2
2
+
+
+ 2
+ 2
=
- - - cos [ = nên ] 2 V y ậ
ad
d
b
c
+ ad
d
b
c
(2
+ bc a 2
)(2
bc a 2
)
2
2
2
2
=
- - - -
+ a d
b c
c
d
)
(
)
)
(a
)
� ( �
� �
+ �� (b �� + - +
- - - -
= + + - a d + + - b c a d b c b c a d b c a d )( + - + )( )( ( )
= - - - - p p p p (2 c 2 )(2 b 2 )(2 d 2 )(2 a 2 )
=
= - - - - 16( p a p b p c p d )( )( )( )
S
(
p a p b p c p d )(
)(
)(
)
- - - - ừ T đó ta có
ườ ế ng tròn bàng ti p góc A .
ượ ứ ệ ằ ứ Bài toán 1.6 Cho tam giác ABC . G i ọ ar là bán kính đ Ch ng minh r ng di n tích tam giác ABC tính đ c theo công th c:
= - S p a ( ) ra
Gi i: ả
, ế
ể ế (J,r )a
, ườ G i ọ ườ đ ớ v i các đ ,Q R P là các ti p đi m c a ủ ầ ượ t l n l ng tròn bàng ti p , ẳ ng th ng BC CA AB
=
=
S
AB JP .
JAB
cr a 2
1 2
=
=
S
AC JR .
JAC
br a 2
1 2
=
=
S
BC JQ .
JBC
ar a 2
1 2
a
2
=
+
+
=
=
S
S
S
S
(h. bên) thì:
JAB
JAC
JBC
r a
r a
+ - b c a 2
+ + - a b c 2
=
Ta có:
S
(
p a r ) a
- ậ V y
8
Ộ Ố Ị Ọ Ứ Ứ Ụ II. NG D NG CH NG MINH M T S Đ NH LÝ HÌNH H C
ế
ệ ộ ươ ươ ng pháp nh s d ng phép bi n hình, ph ộ ng pháp di n tích là m t ph ng pháp ng pháp
ứ ứ ị ư ử ụ ạ ươ Bên c nh các ph ươ ươ ọ ng pháp t a đ ... thì ph , ph ọ ể ả i toán hình h c, ch ng minh các đ nh lý, công th c. ơ véct ạ m nh đ gi
ứ ị
ẳ ệ ặ ng tròn đ c bi ng phân giác, đ
t trong tam giác, đ nh ườ ng th ng Newton, ệ ữ ề ọ ườ Các công th c tính bán kính các đ ấ ườ lý Pythagore, Ceva, Menalaus, tính ch t đ ứ ị đ nh lý Carnot... đ u có nh ng cách ch ng minh g n gàng thông qua di n tích.
ứ ộ ị
ươ ươ ề ạ Ch ng minh r ng trong m t tam giác vuông thì Bài toán 2.1: (Đ nh lý Pi ta go) ổ ạ bình ph ằ ng hai c nh góc vuông. ằ ng c nh huy n b ng t ng bình ph
Gi i: ả
ị ử ụ ứ ằ
ộ ố ủ ệ ề ắ
Đ nh lý Pi ta go có nhi u cách ch ng minh b ng cách s d ng các tính ể ệ ấ ơ ả ch t c b n c a di n tích (c t ghép hình). Sau đây là m t s cách (th hi n ẽ ằ b ng hình v )
Cách 1 Cách 2
ấ ườ Cho tam giác ABC , Bài toán 2.2: (Tính ch t đ ng phân giác).
9
AD là đ
DB AB = DC AC
ườ ứ ằ ng phân giác trong. Ch ng minh r ng
ABD
=
=
=
Gi i: ả
S S
DB DE AB AB . DC DF AC AC .
ACD
Ta có
) (Vì DE DF=
B ài toán 2.3 ị (Đ nh lý Mênêlauýt)
D D , , , ẽ ườ ầ ượ ạ Cho ABC , v đ ẳ ng th ng c t ắ AB AC BC (kéo dài) l n l t t i ,M N P .
.
.
ứ ằ Ch ng minh r ng
= (Đ nh lý ị 1
AM BP CN MB PC NA
Mênêlauýt)
Gi i:ả
ấ ườ ụ Cách 1: Áp d ng tính ch t đ ng song song
=
K ẻ / /CI AB (hình v )ẽ
CN NA
CI AM
Ta có: (1)
(2)
BP MB = CI PC AM AM = MB MB
=
�
.
.
.
.
1.
(3)
AM BP CN AM MB CI = MB PC NA MB CI AM
ừ T (1), (2), (3)
ụ
=
S
S
S
NMB
S 1
2
NAM =
=
=
Cách 2: Áp d ng t s di n tích tam giác (bài toán 1.2) A ỉ ố ệ = D D ; G i ọ
S
S
S
S
S
S
MCN
NCP
NBP
3
5
6
D D D ; ;
1
M S D
2
3
N S S
5
S B 10 P
6
C S
3
=
=
=
=
.
.
.
1
AM BP CN MB PC NA
PN MN . NM NP
S S S 6 1 3 . S S S 5 1
2
S S 6 . S S 2
5
Ta có:
ị B ài toán 2.4: (Đ nh lý Carnot)
, ọ Cho tam giác ABC nh n có
b ế ạ ế O đ n các c nh
, ng tròn ngo i ti p
+
= +
ườ ả ừ tâm t là kho ng cách t ,R r l n l ầ ượ t là bán ệ ứ ườ đ kính đ
d
a
b
c
ng tròn ngo i ti p và n i ti p tam giác. Khi đó ta có h th c: R r ạ ế d d d d l n l , ầ ượ a c BC CA AB . G i ọ , ạ ộ ế + d
A
N
P
O
C
M
B
ụ ộ Gi ẽ i:ả (Ph thu c hình v )
ấ ứ ườ ườ ị giác ộ ế ONAP n i ti p trong đ ng tròn đ ng kính AO nên theo đ nh lí
Ta th y t Ptoleme:
=
+
+
=
+
=
�
�
AP ON AN OP AO PN .
.
.
d .
d .
R .
c d .
b d .
R a .
b
c
b
c
c 2
b 2
a 2
+
=
+
=
b d .
a d .
R c a d . , .
c d .
R b .
.
a
b
c
a
=
=
d a OM BC
S
.
.
2
a
OBC
ươ ự Hoàn toàn t ng t , ta có:
=
=
S
S
,
Ta cũng có: .
d b . b
d c . c
OCA
OAB
ươ ự T ng t : .
ấ ả ứ ẳ ạ t c c các đ ng th c trên l
+
+
=
+ +
+
a b c d
d
d
R a b c
S
S
S
(
)(
)
(
)
)
(
b
c
a
OBC
OCA
OAB
+
+
=
+
+
+
= +
�
�
p d
d
d
S
d
d
d
R r
2 (
)
R p .2
2
a
b
c
a
b
c
ộ C ng t + + i, ta có: + +
.
11
, ị ể Cho tam giác ABC . ,D E F là các đi m trên các (Đ nh lý Xêva)
=
.
.
1
DB EC FA DC EA FB
ứ ằ ồ ỉ ,AD BE và CF đ ng quy khi và ch khi B ài toán 2.5: c nh ạ ,BC AC và AB . Ch ng minh r ng
OBD
OAF
=
,
,
Gi iả :
DB S = DC S
EC EA
S OEC S
FA S = FB S
OCD
OEA
OBF
OAF
OBD
=
.
.
Ta có
DB EC FA S DC EA FB S
S OEC S
S S
OEA
OBF
OCD
Suy ra (1)
OEF
OAF
=
=
=
,
,
ặ M t khác ta có
S OBD S
OB OD S . OE OA S .
OC OE S . OB OF S .
OA OF . OC OD .
OEA
OBF
OCD
(2)
ề ầ ứ ừ T (1) và (2) ta có đi u c n ch ng minh.
ườ
ẳ (Đ ng th ng Newton). ộ ứ
ườ ứ Ch ng minh ườ ng ng chéo
ộ ườ B ài toán 2.6: ằ r ng trong m t t ộ ế tròn n i ti p và trung đi m c a hai đ ộ cùng thu c m t đ ạ ế giác ngo i ti p thì tâm đ ể ủ ẳ ng th ng.
Gi iả :
Cách 1.
DA và CB c t nhau t
i
'C sao cho
'PC BC=
'D sao cho
ể ố N i dài đi m ể ạ P . Trên DA l yấ ấ và trên BC l y đi m . ắ 'PD AD=
ể ể ằ Đ ý r ng do M và N là trung đi m c a ủ BD và AC nên ta có
MAD
MBC
MAB
MCD
ABCD
+ = + = S S S S S 1 2
NAD
NBC
NAB
NCD
ABCD
+ = + = S S S S S 1 2
'C và hai đ ng th c trên, ta có
'D và
ự ể ứ ẳ Theo cách d ng đi m
'
'
'
'
'
'
MPD
NPD
NPC
' MD PC
' ND PC
MPC
'
'
+ = + = � S S S S S S
'
'
' MD C
' ND C
= � � S S MN D C / / (1)
ặ ứ ạ ế ườ M t khác do t ng tròn nên ta có
ABCD ngo i ti p đ + + giác = AD BC AB CD .
12
OAD
OBC
OAB
OCD
ABCD
'
'
+ = + = S S S S S 1 2
ậ ươ ự ư Lý lu n t ng t nh trên ta cũng có OM D C (2) / /
, ừ ẳ T (1) và (2) suy ra ,M I N th ng hàng (đpcm).
Cách 2.
IAB
ICD
IBC
IAD
ABCD
AMB
CMD
+ = + = + = S S S S S S S Ta có 1 2
IAB
CMD
ICD
- - S S S S Suy ra
AMI
CMI
DMI
- - S S S Hay = AMB = BMI
DMI
AMI
CMI
S= S ể nên ủ AC hay , do đó MI đi qua trung đi m c a
S S= S Mà MBI ,M I N th ng hàng , ẳ
13
Ứ Ụ Ả Ề Ỷ Ố III. NG D NG GI I CÁC BÀI TOÁN V T S
D ể ề ộ : Cho ABC
M là đi m b t k thu c mi n trong (c ả
ạ ề đ u c nh a. ổ ứ ấ ỳ ế ủ ả ạ ừ M đ n ba c nh c a tam giác
B ài toán 3.1 ờ ủ b ) c a tam giác. Ch ng minh t ng kho ng cách t không đ i.ổ
+
+
Gi i:ả
MH MI MK +
ứ Ch ng minh
+
không đ i.ổ = Ta có D D D D
S
S
S
S
MBC
MCA
MAB
ABC
+
+
=
�
a MH .
b MI .
c MK .
h a .
1 2
1 2
1 2
1 2
+
=
�
+ MH MI MK h ề
, v i m i ọ M
ớ ể ả ờ ủ
+
+
ộ thu c mi n trong, k c b c a tam giác đ u. ề
= . 1
MH MI MK h
Ta có t ỷ ố s
D Cho ABC
1
1
+
+
= . 1
A M B M C M 1 1 1 C C B B A A 1 1 1
, ; , ầ ượ ắ ứ B ài toán 3.2: AM BM CM l n l , t c t ả ử ề . M là đi m thu c mi n trong tam giác. Gi s A B C . Ch ng minh: ; ộ ể BC CA AB t , i ạ 1
'
Gi i: ả
' AB B BC
'
(cid:0) MB / / , Cách 1: Qua M k ẻ
(cid:0) MC / / ,
' AC C BC ừ
ộ
'
'
=
=
ấ ề Do M thu c mi n trong tam giác, t tính ch t song song ta có:
B C ' BC
A M A B ' = 1 1 A B A A 1 1
A C 1 A C 1
'
(1)
B M CC = 1 CB B B 1
(2)
C M BB ' = 1 BC C C 1
'
+
=
+
=
�
1
(3)
C C B B ' ' + BC BC
A M B M C M B C ' + 1 BC A A 1
1 C C 1
1 B B 1
ừ T (1)+(2)+(3) .
14
ụ ỷ ố ệ Cách 2: Áp d ng t s di n tích tam giác
MBC
=
=
S S
h m h a
ABC
A M 1 A A 1
A M 1 A A 1
D Ta có (1) ( Vì ) D
MCA
=
S S
ABC
B M 1 B B 1
D (2) D
MAB
=
S S
ABC
C M 1 C C 1
+
+
=
�
1.
SD
SD
SD
SD
D (3) D
ABC
MAB
MCA
MBC
A M B M C M 1 1 1 C C B B A A 1 1 1
ừ T (1) + (2) + (3) ( Vì + + = )
=
D , , ọ ườ ắ nh n. Các đ ng cao AD BE CF c t nhau t ạ i B ài toán 3.3 Cho tam giác ABC
H . Ch ng minh r ng
P DEF P ABC
ầ ượ ườ ứ ằ , trong đó ,r R l n l t là bán kính đ ng tròn
ABC
r R ộ ế n i ti p và ngo i ti p tam giác
D ạ ế .
Gi i: ả
^ ^ OA EF , OB DF ượ c
^ ứ Ta ch ng minh đ và OC DE .
D ằ nh n nên O n m bên trong tam
=
+
+
S
S
S
S
ABC
ODBF
ODCE
=
+
+
�
r P .
DE OA .
DF OB .
CE OC .
ABC
1 2
1 2
OEAF 1 2
1 2
=
=
�
�
r P .
R P .
ABC
DEF
r R
P DEF P ABC
ọ đó ta có Vì ABC ừ giác, t
1
1
=
=
=
; ; , , ầ ượ ạ t trên c nh BC CA AB , , Bài toán 3.4: Cho tam giác ABC A B C l n l 1
1
1
BA 1 BC
CB 1 CA
AC 1 AB
1 3
.
MNP
; ; AA BB CC 1 ể t là giao đi m . Tính ầ ượ l n l D ệ ệ theo di n tích ,M N P , D ABC . sao cho di n tích
Gi i: ả
D ọ ề ấ
ể ả ị ố
ư ấ ớ ọ ở ẽ Đ c đ toán, v hình ta th y MNP ch a có m i liên quan gì (K c v trí và tính tính ch t) v i tam giác ỉ ABC mà ch hy v ng
15
ẳ ươ ự ủ ả s 1/3 và tính bình đ ng (t ẽ ng t ) c a hình v . Ph i khai thác
ấ ệ ể ch t chung t tri ỷ ố t đ hai ý này.
=
+
+
+
+
+
+
=
Ta có:
S
S
S
S
S
S
S
S
ABC
S 1
2
3
4
5
6
7
+
+
=
+
+
=
+
+
=
S
S
SD
S
S
S
SD
S
S
SD
D D *
S 1
2
3
3
4
5
5
6
S 1
1 3
1 3
1 3
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
�
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S 1
2
3
4
5
6
S 1
3
5
S 1
2
3
4
5
6
7
; ;
+
+
=
=
�
S
S
S
SD
MNP
S 1
3
5
7
=
Tính S1?
D ABA1, C1,M, C thu c đ
=
=
� �
A M 1 MA
1 3 2 2
1 6
AC BC A M 1 1 � � C B CA MA 1
1
=
=
=
�
�
ụ ộ ườ ẳ Áp d ng bài toán 2.3 vào ng th ng. Ta có
3 4
3 7
A M 1 MA
4 3
AM MA 1
AM AA 1
S 1
=
=
=
�
hay
S
1 3 � 3 7
1 7
AC AM 1 � AB AA 1
ABA 1
=
=
�
ừ T bài toán 1.3 D
S
S
ABC
S 1
ABA 1
1 7
1 21
D D
=
=
S
SD
S
S D
ả ươ ế ự * K t qu t ng t ta có:
3
5
1 21
1 21
=
+
+
=
�
;
S
S
S
S
MNP
ABC
S 1
3
5
1 7
D D
1, B1, C1, D1 l n l
ầ ượ
ạ ẳ t là trung 1, BB1; CC1; DD1 c tắ
ạ ủ ạ i MNPQ. Tính S Bài toán 3.5: Cho hình bình hành ABCD, g i Aọ ể đi m c a các c nh BC, CD, DA, AB. Các đo n th ng AA MNPQ theo SABCD nhau t
Gi i:ả
ươ
ng t ỉ
ỷ ố ậ Nh n xét: Bài toán 3.5 ự bài toán 3.4 này t ự trên, ch khác là th c ệ hi n trên hình bình hành và t s 1/2.
16
ầ ầ ầ ph n đ u, có khác ậ ph n sau (Vì bài toán 3.1 ta v n
+
+
=
+
+
=
+ +
+
=
+
+
=
�
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
ự ở ẳ ườ ạ ả ươ i t Suy ra cách gi ấ ườ ụ d ng tính ch t đ ở ng t ng th ng song song c nh tam giác (Đ ng trung bình)).
S 1
2
3
3
4
5
5
6
7
7
8
9
1 4
+
+
+
+
+
+
+
=
=
+
ướ B c 1:
S
S
S
S
S
S
S
S
S
2(
)
+ + ...
Y
S 1
3
5
7
2
4
6
S 8
S 1
8
9
+
+
+
=
�
S
S
S
S
S 1
3
5
7
9
(cid:0)
ướ ươ ự ượ B c 2: Do tính t ng t ta tính đ c
ươ ự (T ng t bài 3.4) S1 = S3 = S5 = S7
ướ B c 3: (có khác 3.4)
ấ Áp d ng tính ch t đ ủ D ng trung bình c a , tính ch t hình bình hành
=
=
=
=
=
�
CN
NP
MQ
QA
A M 1
1 2
1 2
1 2
1 2
1 5
A M 1 A A 1
S
3
=
�
ụ ABCD; MNPQ ta suy ra đ ấ ườ cượ
SD
1 5
ABA 1
=
=
(Bài toán 1.2)
S
S
S
3
ABA 1
1 5
1 20
D Hay
+
+
+
=
=
S
S
S
S
S
3
5
7
9
1 5
(cid:0) ế K t qu ả 1 S
ể ả ướ B c này có th gi ữ i cách khác n a
ư ứ * Ch ng minh nh trên
AQ = QM = 2AM1
2
=
=
S
;
S 1
3
S 1 +
S
1 4
1 � �= � � 2 � �
S 1
2
=
=
�
�
S
2
S 3 1
S 1 S
1 3
2
=
=
=
=
=
�
ế ả * K t qu bài toán 1.3, ta có
S
S
S
S
S
5
5
S 1
3
S 1
3
ABA 1
ABA 1
1 5
1 20
D D
ắ ằ ở A’;
ắ ở ở ể Bài toán 3.6: Cho tam giác ABC. Đi m O n m trong tam giác, OA c t BC ứ ắ OB c t AC B’; OC c t AB Ch ng minh: C’.
17
+
+
6
a
)
b
8
)
OA OB OC OA' OB' OC' OA OB OC ׳� OA' OB' OC'
(cid:0)
Gi iả :
A
Đ t Sặ AOB = S1; SABC = S; SBOC = S2; SCOD = S3
S = S1 + S2 + S3
C'
B'
+
+
a. Ta có:
'
S 1
3
=
=
S = 3
- = 1
AA OA ' OA
AA OA
S - = 1 S
S 2 S
S + 1 S
S S
OA OA '
'
' '
2
2
2
2
O
2
=
+
-
OB OB
S 1 S
S S
'
3
3
C
B
A'
=
+
OC OC
'
S 2 S 1
S 3 S 1
3
2
+
+
=
+
+
+
+
+
ươ ự T ng t :
6
OA OB OC OA OB OC
S 1 S
S S
S S
S 1 S
'
'
'
2
S 2 S 1
2
3
S 3 S 1
3
+
2
S
S S 1 3
S 1
3
=
(cid:0) ộ C ng v v i v ế ớ ế (BĐT Cô si)
S
S
OA OA '
2
2
2
(cid:0) ấ ẳ ụ b. Áp d ng b t đ ng cô si:
.
.
8
OA OB OC OA OB OC
'
'
'
OB OB
S S 1 2 S
'
3
(cid:0) (cid:0) ươ ự T ng t : ( đpcm)
ố ị ạ Bài toán 3.7: Cho đo n BC = a c đ nh
2k
S ABC
(cid:0) (cid:0) (cid:0) ể ị ị ườ Xác đ nh v trí đi m A trên đ ẳ ng th ng sao cho: ( k cho tr cướ
không đ i)ổ
Gi i:ả
18
2
S
k
hBC .
ABC
a
1 2
2
2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) Ta có: (1)
h
a = h (không đ i)ổ
2 ha
k a
(cid:0) (cid:0) (cid:0) ườ ẻ ừ ố ng cao k t ạ A xu ng c nh BC; h (2) (ha là đ
(cid:0)A
(cid:0)A
1dA(cid:0)
2dA(cid:0)
(cid:0) (cid:0) (cid:0) và ho c ặ và
1 c t ắ (cid:0)
ế ậ V y n u d (BC không song song v i ớ (cid:0) ) , d2 c t ắ (cid:0)
1 và A2.
(cid:0) Có hai đi m Aể
(cid:0) ế ạ ằ N u BC // và BC cách (cid:0) 1 đo n b ng h
d
1
d
2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) ố ể (cid:0) có vô s đi m A (cid:0) (cid:0) (cid:0)
(cid:0) (cid:0) ế ộ N u BC // và BC cách (cid:0) ả m t kho ng khác h vô nghi mệ
ậ ằ ổ
ữ ậ ệ ấ ữ ớ Bài toán 3.8: Cho hình ch nh t ABCD có chu vi b ng 2m (không đ i). Tìm hình ch nh t có di n tích l n nh t.
Gi i:ả
ứ ụ ệ ả ạ ố
Cách 1: Áp d ng b t đ ng th c cô si (H qu trong sách giáo khoa đ i s ệ ấ ẳ ữ ậ ữ ậ ạ 10). Ta có 2 c nh hình ch nh t a, b > 0. Di n tích hình ch nh t là:
S = a.b, a+b = m (không đ i)ổ
ab (cid:0)
ab
2
2m 4
2
(cid:0) a + b (cid:0) (không đ i)ổ
a
b
m 4
m 2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) ấ ằ ớ ab l n nh t b ng
m 2
ạ ậ ệ ớ V y hình vuông có c nh ấ có di n tích l n nh t
ươ ọ Cách 2: (Ph ng pháp hình h c)
ữ ậ ạ Ta có a,b > 0 là c nh hình ch nh t,
(cid:0) a + b = m
ữ ằ AB + AC = m, B n m gi a AC
ẽ ườ ườ V đ ng tròn (C) đ ng kính
AC
(cid:0) ẽ ạ T i D v DE AC,
19
2
(cid:0) ườ ạ D(cid:0) đ ng tròn (C) (cid:0) ADC vuông t i D. Ta có AE. EC = DE
(cid:0) Shcn = AD. CD = DB2
(cid:0) ấ ớ ớ ấ Shcn l n nh t khi DE l n nh t
(cid:0) AC (cid:0)
ườ ủ ể Mà D thu c 1/2 đ ng tròn, DE D là trung đi m c a cung AC.
ậ V y AB = BC = ộ m 2
(cid:0) ấ ớ Shcn l n nh t
ừ ờ ả ấ ươ ự T l i gi ể ề i này ta có th đ xu t bài toán t ng t :
ậ ộ ế ấ ả t c hình ch nh t n i ti p 1 đ ng tròn tâm O, bán kính
ườ ấ ệ ớ ữ ữ ậ c. Xác đ nh hình ch nh t có di n tích l n nh t.
SD
ệ ạ ườ (Di n tích tam giác vuông có c nh là đ ng kính) Bài toán 3.9: Trong t ướ ị R cho tr Gi i: ả Ta có Shcn = 2S (cid:0)
ấ ớ l n nh t là tam giác vuông cân.
Ọ Ộ Ẳ Ứ Ụ Ả IV. NG D NG GI I BÀI TOÁN TRONG T A Đ PH NG
Ta xét bài toán sau
ớ
ệ ụ ọ ộ ủ ệ Bài toán 4.1: Trong h tr c t a đ Oxy, cho tam giác ABC v i A(1;0), B(2;1) và C(3;5). Hãy tính di n tích c a tam giác ABC.
ườ ọ ọ ả Thông th ng thì h c sinh ch n gi i theo các cách sau:
)1;1(AB
)5;2(AC
)4;1(BC
ọ ươ ứ ọ Cách 1 (đã h c ch ậ ụ ng II, hình h c 10): V n d ng công th c Hê rông
Ta có:
AB = c = 2 ; AC = b = 29 ; BC = a = 17
ọ G i p = (a + b + c)/2
ệ Khi đó ta có di n tích tam giác ABC là
cpbpapp
)(
)(
(
)
S ABC
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
2(
29
)(17
2
29
17
)(29
29
)17
)2
)(17 2 2.2.2.2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
= …
ỏ ọ Cách gi ả ấ ẩ i quy t này khá là ph c t p và dài. Đòi h i h c sinh ph i r t c n
ả ấ ả ể ậ ượ ế ế th n và v t v đ có đ c k t qu t ứ ạ ả ố ư i u.
20
ươ ườ ể ẳ
ọ ng III, hình h c 10): Dùng ph ằ ả ộ ng trình đ ườ ệ ng th ng đ áp ng cao và suy ra di n tích
ươ ọ Cách 2 (đã h c ch ứ ề ụ d ng công th c v kho ng cách nh m tính đ dài đ ầ c n tìm.
x
y
2
1
=
4x y 7 = 0
1
4
- - (cid:0) ươ Ta có ph ạ ng trình c nh BC là:
ủ ề ằ ả ừ ế ạ Khi đó chi u cao AH c a tam giác ABC b ng kho ng cách t A đ n c nh BC.
70.11.4
AH
BCAd ;
(
)
17
3 17
2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
(cid:0)BC
4
2 1
17
(cid:0) (cid:0)
S
AH
BC
.
17
1 2
1 2
3 2
3 17
(cid:0) (cid:0) (cid:0) ệ Khi đó di n tích tam giác ABC là:
ượ ế ọ i này đòi h i c n có l
ề ế ấ ả i quy t theo h ả ứ ề ng ki n th c v hình h c gi i tích ơ ế ng gián ti p làm cho HS th y khó h n. HS
Trong cách gi ả ả ạ ứ ỏ ầ ướ ớ ố nhi u và ph i gi ế ầ c n thành th o các ki n th c thì m i làm t t bài toán này.
ụ ệ ụ Oxy, cho M(0;3) và N(1;2). Hãy tìm trên tr c hoành
ệ Bài toán 4.2: Trong h tr c đi m ể P sao cho di n tích tam giác ằ MNP b ng 2021.
ườ ứ ượ ế ọ ườ ả Thông th ớ ng thì h c sinh v i các ki n th c đ ọ c h c th ng gi i theo
ướ h ng sau:
ế ươ ườ ộ ạ MN +Vi t ph ng trình đ ng th ng ẳ MN, tính đ dài đo n
ể ỏ +G i ọ P(m;0) thu c ộ Ox là đi m th a mãn
ả ụ + Khi đó tính h là kho ng cách t ứ ừ P đ n ế MN và áp d ng công th c
ể S = ah/2 đ tìm m.
ỏ ọ ứ ạ ả i khá ph c t p đòi h i h c sinh c n có
Trong hai bài toán trên các cách gi ố ứ ạ ư ạ ầ t. Quá trình tính toán cũng khá ph c t p và dài dòng. duy t ự s linh ho t và t
ờ ự ộ Bây gi ị ứ ề ệ ta xây d ng m t công th c v di n tích tam giác khá thú v .
Trong h tr c ệ ụ Oxy, cho tam giác ABC. G i ọ A(xA ; yA), B(xB ; yB) và C(xC ; yC)
Khi đó ta có:
S
bc
A
sin
ABC
bh b
1 2
1 2
2
2
2
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
bc
A
2 cb
1
cos
bc . (
cos
A )
S ABC
1 2
1 2
2
2
2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
AC
AB
AC
.
(
.
AB .
cos
A )
1 2
(cid:0) (cid:0)
21
2
2
2
AC
AB
AC
AB
(
)
1 2
(cid:0) (cid:0)
x
y
x
y
y
x
y
xAB (
;
)
(
;
)
xAC (
;
)
(
;
)
B
A
A
C
A
C
A
AB
AC
AC
2
=
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) V i:ớ và
�
S
y x y B uuuuruuuur 2 2 AC AB
AB uuuruuur AC AB )
(
ABC
2
2
2
2
2
=
+
+
- D
x
y
x
y
x
+� x
y
� y
(
)(
)
(
)
uuur AC
uuur AC
uuur AB
uuur AB
uuur AB
uuur AC
uuur AB
uuur AC
1 2 1 2
-
x
y
y
x
AB
AC
AB
AC
1 2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
Do đó ta có công th cứ
S
x
y
y
x
ABC
AB
AC
AB
AC
1 2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (*)
)1;1(AB
)5;2(AC
ả ụ ứ i bài toán 4.1 ta có: ; khi đó áp d ng công th c (*) ta ụ Áp d ng gi
S
x
y
y
x
ABC
AB
AC
AB
AC
1 2
3 2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) ệ có di n tích tam giác ABC là:
ả ỏ ả ệ ả ầ ả Cách gi ra r t đ n gi n và hi u qu . Không c n ph i tính
ề ế i quy t này t ụ ỉ ầ toán nhi u mà ch c n áp d ng công th c.
)1;1(MN
(cid:0)mMP (
)3;
ả ể ấ ơ ứ ọ P (m;0), (m (cid:0) i bài toán 4.1 ta g i ầ 3) thu c ộ Ox là đi m c n
ụ Áp d ng gi tìm. Khi đó ta có: và
S
x
y
y
x
m
3
MNP
MN
MP
MN
MP
1 2
1 2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) ụ ứ Áp d ng công th c (*) có
+ =
=
Theo bài ra ta có:
m
m
3 4042
4039
�
m
m
+ = 3
2021
+ = 3
4042
� (cid:0)
= -
m
m
+ = - 3
4042
4045
1 2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
ể ầ Suy ra P(4027;0) và P(40;0) là hai đi m c n tìm
ư ậ ể ấ ứ ấ
ư ặ ứ ạ ỉ ầ ườ ơ ế ủ ệ ư t t
ắ Nh v y chúng ta có th th y rõ u th c a công th c (*) là tính toán r t ng n ụ ả ọ g n và không r m rà ph c t o. Đ c bi duy toán đ n gi n ch c n áp d ng công th c.ứ
ơ ữ ứ ự ứ ơ ả
ằ ậ ượ ẽ ọ ủ ế c xây d ng b ng ki n th c c b n c a ng bài t p dành cho h c sinh s đa
ỉ ượ H n n a khi công th c ch đ ứ ệ di n tích tam giác nên qua công th c này l ạ d ng và phong phú thêm.
ệ ụ
ể ệ ạ ấ ỏ ị ớ Bài toán 4.3: Trong h tr c Oxy, cho tam giác ABC, v i A(3;m), B(m+1;4). Xác ị đ nh m đ di n tích tam giác OAB đ t giá tr nh nh t.
OA
;3( m
)
(cid:0)mOB (
)4;1
(cid:0) Ta có ; Khi đó Gi i:ả
22
S
y
)4(3
mm (
)1
OAB
x OA
OB
xy OA
OB
1 2
1 2
2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
2 mm
m
(
)12
((
)
)
1 2
1 2
1 2
47 4
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
ệ ậ ấ ỏ ị ạ V y di n tích tam giác OAB đ t giá tr nh nh t khi m = 1/2.
Cách khác:
ế ươ ạ ố + Vi t ph ng trình c nh AB theo tham s m
ừ ế ả + Tính kho ng cách t O đ n AB theo m
ụ ệ ứ + Áp d ng công th c di n tích s = 1/2ah
ổ ể ế ượ + Bi n đ i đ có đ c hàm theo m
ị ể + Xét hàm đ có giá tr m
ề ướ
ư ứ ể ả ỏ ớ c m i có đ ả ắ i trên t ượ c ọ ra đ n gi n, ng n g n
ề ứ ứ ạ Cách khác nhìn chung là dài, tính toán ph c t p và qua nhi u b ề ệ ơ bi u th c v di n tích tam giác nh ng cách gi ố không tiêu t n nhi u s c.
ặ ể ộ
ấ ể ấ ạ ộ B; 0), trên tr c Oy l y đi m C có to đ (0; y
ạ ộ ệ ể
ụ ớ ệ ọ ẳ Bài toán 4.4: Trong m t ph ng v i h t a đ Oxy, cho đi m A(2;1).Trên tr c ụ ể C) sao Ox, l y đi m B có to đ (x ạ i A. Tìm các đi m B, C sao cho di n tích tam giác cho tam giác ABC vuông t ấ ớ ABC l n nh t.
b
c
0;
0
(cid:0) (cid:0) ọ khi đó ta có Gi i:ả G i B(b;0) và C(0;c).
AC
c
(cid:0)bAB (
)1;2
;2(
)1
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
ạ Vì tam giác ABC vuông t i A nên ta có:
AC
c
c
AB .
0
b 2
05
b 25
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
b
c
0;
0
(cid:0) b
0
5 2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) Vì Nên
ặ M t khác ta có
S
x
y
y
x
c
b (
)(2
2)1
ABC
AB
AC
AB
AC
1 2
1 2
2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
(cid:0) b
0
b
b 4
10
5 2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
ấ ằ ệ ớ ạ Khi đó di n tích tam giác ABC l n nh t b ng 5 t i b = 0.
Suy ra B(0;0) và C(0;5)
Cách khác:
23
ọ ọ ộ G i t a đ B, C
ề ệ ỏ Tìm đi u ki n B, C th a mãn tam giác vuông
ớ ả Tính kho ng cách A t i BC
ể ệ ả ớ Đ di n tích max kho ng cách A t i BC max
ứ ế ợ ị ớ ể ề ệ ế ấ Đ n đây tìm giá tr l n nh t bi u th c k t h p đi u ki n
y
x 2 x
1 1
(cid:0) (cid:0) Bài toán 4.5: Cho hàm s ố (cid:0)
ẳ Xác đ nh m đ đ
ạ ộ ể ố i đi m ố ọ 3 (O là g c t a đ ) (trích
t sao cho di n tích tam giác OAB b ng ố ề ắ ồ ị ể ườ ị ng th ng y = 2x + m c t đ th hàm s trên t ằ ệ ệ A, B phân bi trong đ TS kh i B 2010)
ươ ể ộ ng trình hoành đ giao đi m Gi i: ả Ph
2
mx
x
m
2
2
4(
xm )
1
0
x 2 x
1 1
2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
m
0
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) ẳ ọ v i m i m suy ra đ ắ ồ ị
8 i hai đi m phân bi
yxByxA );
(
(
;
;
)
ạ ọ ớ ể ệ ố hàm s trên t ườ ng th ng y = 2x + m luôn c t đ th ớ t A, B v i m i m.
1
1
2
2
G i ọ khi đó
S
y
OAB
yx 12
x OA
OB
xy OA
OB
1 yx 212
1 2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
x
xm (cid:0) (
)
1
2
1 2
(cid:0)
3 nên
2
ệ ằ Theo bài ra ta có di n tích tam giác OAB b ng
x
x
3
)
)
4
]
12
xm ( 1
2
2 xm [( 1
2
xx 21
1 2
2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
m
4
2
m
m
m 8
48
0
2
2
m
12
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
ả ừ ế O đ n AB Cách khác: + Tính kho ng cách t
ạ ộ + Tính đ dài đo n AB
ứ ụ ậ ố ệ ệ + Áp d ng công th c di n tích là l p m i quan h
ộ
2 + (y2)2 = 9 sao cho S (cid:0)
ệ ụ ọ ươ ệ ớ ng trình (x1)
ấ ị ẳ Bài toán 4.6: Trong h tr c t a đ ph ng Oxy, cho A(0;3) và B(4;0), xác đ nh ọ ộ ấ t a đ M nghi m đúng ph MAB l n nh t, ỏ nh nh t.
Gi i:ả
24
Cách 1:
0;y0) th aỏ
ộ ườ ọ ng tròn tâm I(1;2) và bán kính R = 3. G i M(x
2
2
Ta có M thu c đ ầ mãn yêu c u bài toán.
(cid:0)AB
4
3
25
5
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
ẽ ườ ẳ ớ ạ V qua I đ ng th ng vuông góc v i AB t i H
MAB =
1 2
5 2
(cid:0) AB.MH = MH Ta có S
1 cho ta di n tích
(cid:0) M1AB l n nh t ấ ớ
ệ V trí Mị
2 cho ta di n tích
(cid:0) M2AB nh nh t ấ
ệ ỏ V trí Mị
ứ ượ ả ừ c kho ng cách t ế M đ n
Ta ch ng minh đ AB là d thì M2H (cid:0) d (cid:0) M1H
1, M2 b ng cách vi
ằ ộ
(cid:0) ươ ọ i tìm t a đ M ẳ ườ ng th ng ế t qua I và vuông
ả Gi ng trình đ ph ớ góc v i AB.
ể ộ Gi
ắ ườ ườ ủ ọ ả i bài toán tìm t a đ đi m c a ẳ ng tròn. ng th ng c t đ đ
ấ ẳ ứ ể ế ấ ọ
0;y0) đ n đ
ế ườ ừ ẳ ả ơ ơ ả Cách 2: Có th dùng b t đ ng th c Bunnhia n u cung c p cho h c sinh kho ng ng th ng AB thì đ n gi n h n. cách t M(x
ư ậ Nh v y công th c này cũng có th giúp ta gi
ề ầ ả
ả ượ i đ ấ ủ ề ướ ế ả ể ứ ế ố i tích mà không c n quá nhi u đi u y u t ả ế ộ ướ ng gi c các bài toán trong ỉ trung gian. T t nhiên đây cũng ch i quy t khác c a bài toán. i quy t trong các h gi là m t h ng gi
Ứ Ứ Ự Ụ Ả Ấ Ẳ Ị V. NG D NG GI I BÀI TOÁN B T Đ NG TH C, C C TR
2
2
2
+
+
ứ ệ
a
b
S
c
4
3
(cid:0) ề ấ ằ ả ạ Bài toán 5.1: Cho tam giác ABC có các c nh a, b, c và di n tích là S. Ch ng minh r ng ằ . D u b ng x y ra khi tam giác ABC đ u.
2
Gi i:ả
S
c
[
pp (
pa )(
pb )(
)]
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) Ta có
a
ac
a
.
b 2
acb 2
bbc 2
c 2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
ặ Đ t x = a + b c; y = a + c b; z = b + c a
25
3
3
x
z
a
c
xyz
y 3
b 3
2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) ụ Áp d ng BĐT Cô si: (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
=
S
+ + a b c
16
)
(
+ +� a b c � 3 �
3 � � �
2
2
2
2
+
+
+ + a b c
a
b
c
)
(
=
(cid:0)
S
4
3 3
3
(cid:0)
2
2
2
+
+
(cid:0) ứ ề ả Đi u ph i ch ng minh.
c
b
3
(cid:0) ọ ổ
ứ ế
a ướ ỏ ơ
S 4 ặ ế ng nh h n ho c v ph i b i m t đ i l
(1) ta h ẽ ơ ả ở ặ ẫ ớ ơ ẫ ướ ng d n h c sinh hãy t ng quát bài ở ấ ẳ ứ ng làm ch t ch h n b t đ ng th c (1), t c là thay v trái b i ộ ạ ượ ng l n h n mà (1) v n còn
2
2
2
+
+
+
ừ T BĐT toán trên theo h ạ ượ đ i l đúng.
ca
b
a
c
(cid:0) ộ ừ Chúng ta b t đ u t , t
+ ab bc ế
S
4
3
ắ ầ ừ ộ + (cid:0) ữ đó ta có đúng n a không? N u BĐT này đúng
ca ặ ơ
1
1
+
+
+
+
+
�
+ ab bc
ca
�� S 4
3
�� 2 3
2 3
m t BĐT quen thu c + ab bc ứ ầ c b t đ ng th c ch t h n BĐT đ u. ề ấ ặ đ t ra v n đ là BĐT ượ ấ ẳ thì ta đ
ca bc ab 2S 2S 2S
1 sinA sinB sinC
1
1
3
+
+
Ta có:
3
1 sinA sinB sinC
1 sinA.sinB.sinC
1
1
+
+
(cid:0) ấ ẳ ứ ụ Áp d ng b t đ ng th c Côsi:
2 3
sinA.sinB.sinC
1 sinA sinB sinC
3 3 8
(cid:0) (cid:0) ậ Mà nên . Nghĩa là BĐT đúng. V y ta
có bài toán sau:
+
ệ ạ ứ Ch ng minh
+ ab bc
ca
S
4
3
2
2
2
+
+
(cid:0) ề ấ ằ ả Bài toán 5.2 Cho tam giác ABC có các c nh a, b, c và di n tích là S. r ng ằ . D u b ng x y ra khi tam giác ABC đ u.
a
b
c
S
4
3
(cid:0) ặ ơ ằ ộ th làm ch t h n BĐT b ng cách c ng vào v ế
2
2
+
ờ ử Bây gi ộ ạ ượ ả ươ ph i m t đ i l ng d ng hay không? Ta có:
a
b
2
2
2
=
+
+
ab
(
)
(
)
(
)
2
+ a b 2
a b 2
a b 2
2
2
+
- - (cid:0)
b
c
2
+
bc
(
)
2
b c 2
- (cid:0) ươ ự T ng t ta có
26
2
2
+
c
a
2
+
ca
(
)
2
c a 2
2
2
2
2
+
+
+
+
+ 2
- (cid:0)
�
�
a
b
c
+ ab bc
a b
+ c a
a d
c a
((
)
+ 2 b c )
(
(
)
(
2 ) )
2
2
2
2
+
+
+
+
+ 2
- - - -
�
a
b
c
d
S
a b
c a
� 4
3
((
)
+ 2 b c ( )
(
2 ) )
1 4 1 4
- - -
ậ ượ ơ V y ta đ ổ c bài toán t ng quát h n.
2
2
2
+
+
+
+ 2
ệ ạ ứ Ch ng minh Bài toán 5.3: Cho tam giác ABC có các c nh a, b, c và di n tích là S.
a
b
c
S
a b
c a
4
3
((
)
+ 2 b c ) (
(
2 ) )
1 4
(cid:0) - - - ấ ằ ả r ng ằ . D u b ng x y ra khi tam giác
ABC đ u.ề
Gi i:ả
S
ab bc
ca
4
3
2
2
2
2
2
2
-+ +�۳ + + ca ab bc + +
3 +
S 0 4 + +
Ta l i cóạ
�
c
S
b
a
b
c
a
ab bc
ca
� 4
3
2
2
2
+
+
+
+ 2
- - -
�
a
b
c
S
a b
c a
� 4
3
((
)
+ 2 b c ) (
(
2 ) ).
1 2
- - -
ặ ơ ư Do đó ta đã đ a ra bài toán ch t h n:
2
2
2
+
+
+
+ 2
ệ ạ ứ Ch ng minh Bài toán 5.4: Cho tam giác ABC có các c nh a, b, c và di n tích là S.
a
b
c
S
a b
c a
4
3
((
)
+ 2 b c ) (
(
2 ) )
1 2
(cid:0) - - - ấ ằ ả r ng ằ . D u b ng x y ra khi tam giác
ABC đ u.ề
ớ ự ướ ẫ V i s h ư ng d n này ta đ a ra bài toán sau
2
2
2
2
+
+
ệ
a b
a
b
S
c
+ 3 2(
4
)
(cid:0) - ạ ằ ả ứ C = Ch ng minh 060 Bài toán 5.5 Cho tam giác ABC có các c nh a, b, c và di n tích là S. ấ r ng ằ . D u b ng x y ra khi tam giác có góc .
2
2
2
2
+
+
Gi i:ả Ta có
a
b
c
a b
+ 3 2(
)
4
2
2
2
2
2
S +
+
+
+
+ 2
(cid:0) -
�
�
a
b
a
b
a
ab
2ab.cosC 2ab.sinC 3 2
b 2
4
0
- -
C
c osC+ 3 sin
2
c os(C60 ) 1.
(cid:0) (cid:0)
ứ ượ ứ ằ ả ấ c ch ng minh. D u b ng x y ra khi
B t đ ng th c đúng nên bài toán 5.4 đã đ C = ấ ẳ 060
ươ ự T ng t ta có BĐT
27
2
2
2
2
+
+
a
b
c
S
b c
4
+ 3 2(
)
2
2
2
2
+
+
(cid:0) -
a
b
c
S
c a
4
+ 3 2(
)
(cid:0) -
2
2
2
+
+
+
+ 2
ế ớ ế ộ ọ C ng v v i v các BĐT , rút g n ta có
a
b
c
S
a b
c a
4
3
((
)
+ 2 b c ) (
(
2 ) )
2 3
(cid:0) - - - .
ị Ta có bài toán thú v sau
2
2
2
+
+
+
+ 2
ệ ạ ứ Ch ng minh Bài toán 5.6 Cho tam giác ABC có các c nh a, b, c và di n tích là S.
a
b
c
S
a b
c a
4
3
((
)
+ 2 b c ) (
(
2 ) )
2 3
(cid:0) - - - ằ ả ấ r ng ằ . D u b ng x y ra khi tam giác
ABC đ u.ề
ừ ỏ ự ộ ể ệ ấ Tuy nhiên t bài toán trên m t câu h i t nhiên xu t hi n là có th thay s ố
2 3
ộ ố ớ ơ b i mở t s l n h n hay không? Ta xét bài toán sau:
2
2
2
2
+
+ 2
ạ ả Cho tam giác ABC có các c nh a, b, c và di n tích là S.
c
S
a b
c a
a
4
+ 3 (
)
+ 2 b c ) (
(
)
(cid:0) - - - ệ ằ ấ Ch ngứ ả . D u b ng x y ra khi tam
Bài toán 5.7: Gi + minh r ng ằ b giác ABC đ u.ề
2
2
2
2
+
+
+ 2
Gi i:ả
a
b
c
S
a b
c a
4
+ 3 (
)
(
)
2
2
2
+ 2 b c ) ( +
+
۳
S
a
b
c
2(ab + ca + bc)
4
3 +
2
2
(cid:0) - - -
a + b +c = 4S(cotgA +cotgB + cotgC ) thì b t đ ng th c c n ươ
ứ ầ ấ ẳ
ươ ứ ớ ứ 2 ụ Áp d ng công th c ng đ ch ng minh t ng v i:
4S ( 4 S+ 4S(cotgA +cotgB + cotgC)
ấ ẳ ứ ượ ứ ằ ả ấ c ch ng minh. D u b ng x y ra khi
B t đ ng th c đúng nên bài toán 5.7 đã đ tam giác ABC đ u.ề
28
4
4
4
2
+
+
ệ ạ Ch ng ứ
S
a
b
c
16
2
2
2
+
+
(cid:0) Bài toán 5.8: Cho tam giác ABC có các c nh a, b, c và di n tích là S. ằ minh r ng
a
b
c
S 4 3
2
2
2
2
4
4
4
2
2
2
(cid:0) ụ Gi i:ả Áp d ng bài toán 5.1 ta có
a
b
c
a
b
c
2 ba
2 ca
(
)
2
2
2 cb 2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) ặ M t khác
2
2
4
4
4
+
+
=
+
+
+
+
+
a
b
c
a
(
2 2 )
4
4
4
4
4
b +
c +
2 +
2 2 a b + 4
2 2 a c 2 + 4
+
2 2 b c 2 + 4 4
+
ấ ẳ ụ ứ Áp d ng b t đ ng th c cô si ta có:
c
a
b
a
c
b
a
b
c
2
2
2
2
4
4
4
(cid:0)
a
b
c
a
b
c
(
)
(3
)
2
2
2
2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
a
b
c
(
)
4
4
4
a
b
c
3
2
4
4
4
4
4
4
2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
a
b
c
a
b
c
16S
S )34( 3
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
ừ ả T bài toán 5.8, ta có hai bài toán cùng cách gi i
4
4
4
ị ệ ạ ơ = 1 (đ n v di n tích), a, b, c c nh tam giác * SD
a
b
c
16
(cid:0) (cid:0) (cid:0) CMR: (S2 = 1)
4
4
4
2
ấ ỏ ỏ * Tìm p nh nh t th a mãn
b
c
S
ap (
)
(cid:0) (cid:0) (cid:0) .
ở ộ ướ ế giác và đa giác. Tr ử
2
2
2
2
+
+
+
=
Bây gi ứ ấ ta m r ng v n đ này trong t ươ ề ứ ạ ấ ẳ ự ư ờ giác có b t đ ng th c d ng t ứ ng t c h t ta th nh các bài toán trên không? xem trong t
a
a
a
a
4S
� ệ
ứ ế giác ABCD là hình vuông thì S = a2
ữ
ư ế ấ ỳ ứ ế ả giác b t k thì có k t qu nh th nào. Ta d
ậ ấ ỳ ứ Ta xét t . N u ABCD ạ ậ là hình ch nh t có các c nh a, b thì di n tích S là S = ab, nghĩa là ự ab + ab + ab + ab = 4S . V y trong t đoán trong t giác b t k có các bài toán sau:
ệ ạ
S
4
(cid:0) ứ giác l + + ab bc ứ ấ ằ ả ứ ằ ồ i ABCD, có a, b, c, d là 4 c nh và di n tích là S. + giác ABCD là cd da . D u b ng x y ra khi t
Bài toán 5.9: Cho t Ch ng minh r ng ữ ậ hình ch nh t.
Gi i:ả Ta có
29
=
+
+
+
S
S
S
S
S
2
BCD
CDA
DAB
=
ab
+ B bc
+ C cd
+ D da
sin
sin
sin
A sin )
(
+
D D D D
+ ab bc
+ cd da
(
)
ABC 1 2 1 2
+
�
�
+ ab bc
+ cd da
S 4 .
(cid:0)
ằ ứ ả
2
2
2
2
+
+
+
+
ữ ấ D u b ng x y ra khi sinA = Sin B = SinC = SinD = 1, t c là ABCD là hình ch nh t.ậ
a
b
c
d
+ ab bc
+ cd da
2
2
2
2
+
+
+
(cid:0) ừ ấ ẳ ứ T b t đ ng th c nên ta có
a
b
c
d
S
4
(cid:0) .
2
2
+
ồ ệ
b
a
d
S
4
ứ giác l + 2 2 (cid:0) ạ ứ i ABCD có a, b, c, d là 4 c nh, di n tích là S. Ch ng ứ ấ ằ ả . D u b ng x y ra khi t giác ABCD là hình
Bài toán 5.10: Cho t + minh r ng ằ c vuông.
2
2
2
2
2
+
+
+
+
+ 2
ứ ồ ệ ạ giác l i ABCD có a, b, c, d là 4 c nh, di n tích là S. CMR Bài toán 5.11: Cho t
a
b
c
d
S
a b
a d
4
((
)
+ 2 b c ) (
+ c a (
)
(
2 ) )
1 4
(cid:0) - - - - ấ ả ằ . D u b ng x y ra
ứ khi t giác ABCD là hình vuông.
2
2
+
Gi i: ả
a
b
2
2
2
=
+
+
ab
(
)
(
)
(
)
2
+ a b 2
a b 2
a b 2
2
2
+
- - (cid:0) Ta có
b
c
2
+
bc
(
)
2
b c 2
2
2
+
- (cid:0) ươ ự T ng t ta có
c
d
2
+ c d (
)
2
c d 2
2
2
+
- (cid:0)
d
a
2
+
da
(
)
2
d a 2
2
2
2
2
2
+
+
+
+
+
+ 2
- (cid:0)
�
�
a
b
c
d
+ ab bc
c
a b
a d
d + da
((
)
+ 2 b c ) (
+ c a (
)
(
2 ) )
1 4
2
2
2
2
2
+
+
+
+
+ 2
- - - -
�
�
a
b
c
d
a b
+ c a
a d
4S
((
)
+ 2 b c ) (
(
)
(
2 ) )
1 4
- - - -
ệ ơ ừ ổ t h n, T bài toán 5.6, bài toán 5.7, bài toán 5.8 ta có các bài toán t ng
ặ Đ c bi quát sau:
30
n
n
n
n
2
2
2
+
+
ướ ế ứ ổ ự ấ ẳ c h t ta d đoán b t đ ng th c t ng quát:
γ
n
n
0,
,
1
x
y
x
y
(
)
(2xy)
(
)
(cid:0) - Tr x y (cid:0) , Cho v i ớ ; ta có (1).
ứ ượ ằ ạ Ta ch ng minh đ c (1) b ng quy n p.
k
k
k
k
2
2
2
+
+
ứ ớ ấ ẳ V i n = 1, b t đ ng th c đúng.
x
x
y
(
)
(2xy)
(
)
(cid:0) - ớ . Ta sẽ
y Gi ch ng minh (1) đúng v i n = k + 1. Th t v y, ta có
k
k
k
k
k
2
2
+ 1
2
2
2
2
+
=
+
+
+
s (1) đúng v i n = k, nghĩa là ta có ậ ậ ớ ả ử ứ
x
y
x
y
x
y
y
(
)
(
)(
)
2 ) )
x k
k
2
( 2
2
2
+
((2xy) + + k k
=
(cid:0) -
x
y
x
xy
y
(
)(2
+
+
k
k
k
) 2
2
2
2
2
=
2)( + 2
+ 2
+ 2
+ k
-
y
xy
x
k 2 x y
(2
2)(
)
+
+
k
k
k
+ ) k 2
2
( + 1
2 x y + k 1
x + 2
y + 2
-
y
x
(2
2
C B ( DT ô si)
+
y k
k
2)( + k 1
2
x k 2
+ 1
+ 1
=
xy +
k ) ( + k xy ) .2 + + k 2 2
(cid:0) -
x
x
y
xy (2 )
2
y k
k
k
+ 1
+ 1
=
+
-
y
y x
x
+ 1 2 ) .
(2
)
(
-
ấ ẳ ứ ạ ượ ứ Theo nguyên lý quy n p b t đ ng th c (1) đã đ c ch ng minh.
ượ ấ ẳ ứ ằ ộ ứ c b t đ ng th c quen thu c sau b ng quy
n
n
+
+
x
y
x
y
n
ặ M t khác, ta cũng ch ng minh đ n p:ạ
γ
n
n
x y (cid:0) ,
0,
,
1
(
)
2
2
(cid:0) Cho v i ớ ; ta có (2).
n
n
2
2
+
x
y
n
n
n
2
+
ứ ổ ừ ấ ẳ T (1) và (2) ta có b t đ ng th c t ng quát sau:
xy
x
y
(
)
(
)
2
1 n 2
(cid:0) - (3).
ấ ẳ ụ ứ Áp d ng b t d ng th c (2) ta có các bài toán sau:
n
n
n
ứ ệ ạ
+
ab
da
cd
S
bc (
)
)
4
)
)
(
giác l + n (cid:0) ứ ằ ả ấ ằ ồ i ABCD có a, b, c, d là 4 c nh, di n tích là S. + n ứ . D u b ng x y ra khi t
Bài toán 5.12: Cho t Ch ng minh r ng ( ( giác ABCD là hình vuông và n = 1.
+
+
c
da
+ ab bc
d
c d+da
n
n
n
n
n
n
n
n
+
+
+
+
Gi i:ả
ab
da
(
)
bc (
)
c ( d)
(
)
2(
)
2(
)
4(
)
4S
+ ab bc 2
2
4
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
n
n
2
2
+
a
b
c
S
d
4
ạ giác l n ứ + (cid:0) ứ ằ ệ ứ ấ ằ ả ồ i ABCD có a, b, c, d là 4 c nh, di n tích là S. + n 2 giác ABCD . D u b ng x y ra khi t
Bài toán 5.13: Cho t n 2 Ch ng minh r ng là hình vuông và n = 1.
31
n
n
n
n
2
2
2
2
2
2
2
2
+
+
+
+
a
b
a
b
b
c
b
c
n
n
i:ả Gi Ta có
(
)
(
)
2
2
2
2
n
n
n
n
2
2
2
2
2
2
2
2
+
+
+
+
c
d
c
d
d
a
d
a
n
n
(cid:0) (cid:0) ;
(
)
(
)
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
+
+
+
+
a
b
b
c
c
d
d
a
n
n
n
n
n
n
n
n
2
2
2
2
+
+
+
+
+
+
�
a
b
c
d
� (
)
(
)
(
)
(
)
2
n
n
n
n
2 + n
+
+
(cid:0) (cid:0) ;
ab
bc
da
2 c ( d)
(
)
(
)
(
)
2 4S
(cid:0) (cid:0)
ấ ẳ ụ ứ Áp d ng b t d ng th c (3) và bài toán 5.9 ta có bài toán sau
n
* (cid:0) ứ ồ ệ ạ giác l i ABCD có a, b, c, d là 4 c nh, di n tích là S; .
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
2
2
2
2
2
+
+
+
+
+ 2
ứ ằ Bài toán 5.14: Cho t Ch ng minh r ng
a
b
c
d
S
a
b
c
c
+ n d
d
a
4
((
)
b (
+ n 2 )
(
)
(
2 ) )
1 n 2
(cid:0) - - - - D uấ
ứ ả ằ b ng x y ra khi t giác ABCD là hình vuông và n = 1.
n
n
2
2
+
a
b
n
n
n
2
+
Gi i:ả Ta có
ab
a
b
(
)
(
)
n
n
2
2
2 +
b
c
n
n
n
2
+
(cid:0) -
c
bc (
)
b (
)
n
n
2
2
2 +
c
d
n
n
n
2
+
(cid:0) -
c
d
c ( d)
(
)
n
n
2
2
2 +
d
a
n
n
n
2
+
(cid:0) -
da
d
a
(
)
(
)
2
1 n 2 1 n 2 1 n 2 1 n 2
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
2
2
2
2
n
2
+
+
+
+
+ 2
(cid:0) -
�
�
a
b
c
d
a
b
c
c
+ n d
d
a
4S
((
)
b (
+ n 2 )
(
)
(
2 ) ).
1 n 2
- - - -
32
Ậ Ế C. K T LU N
ạ ặ ả Quá trình gi ng d y và h
ng d n cho h c sinh h c toán, đ c bi ư ướ ế ẫ ứ ọ ế ề ả ệ t là toán ừ duy tr u
ế ạ ả ả ờ hình có r t nhi u khó khăn vì ki n th c hình h c còn y u, kh năng t ố ớ ọ ượ t ấ i càng y u nên phân tích tìm ra l ọ ọ i qu là khó đ i v i h c sinh ng l i gi
ệ ệ ố ư ẹ ộ
ề ể ạ ừ ư ọ ề ệ ứ ả 1. Vi c h th ng hóa đ a ra m t m ng ki n th c (h p v di n tích tam ơ ả bài toán c b n (tôi g i là
ọ ứ ạ ơ ở ả ơ ế ộ giác) nh ng r ng v th lo i giúp cho h c sinh đi t ơ ữ ể ậ ụ ề n n) đ v n d ng gi i nh ng bài toán ph c t p h n, có c s suy nghĩ h n.
ữ ẫ ọ ng d n h c sinh gi ự ế ừ v a
ả ừ i v a có tính ch t th c t ư ơ ươ ự ơ ọ ướ 2. Nh ng bài toán h ự đã giúp h c sinh say s a h n, t ng t ấ tin h n. ẹ có nét đ p, có cái t
ả ọ ủ ọ
ứ ạ
ướ ố ơ t h n, say s a h n, không bi quan. Qua cách d y nh ẫ ộ ố
ượ ng d n các em đ a ra đ ệ ươ ượ ớ ng t
c kinh nghi m qua ho t đ ng t ỹ ạ ộ ầ ừ ể
ụ ể ố ơ ữ ế ế ấ 3. Qua theo dõi, phân tích đánh giá k t qu h c hình c a h c sinh tôi th y ư ơ ư ư c m t s bài toán m i, không ự ổ , t ng bài toán ban đ u. K năng phân tích, ẽ ỹ t h n. K năng thao tác: v
ố ơ ọ ầ ý th c tinh th n h c toán t ậ v y chúng tôi đã h ế ữ nh ng th các em còn tích lũy đ quát hóa đ tìm ra nh ng bài toán khác t ụ ậ v n d ng ki n th c c b n vào nh ng bài c th t hình, tính toán t ữ ứ ơ ả t h n.
ệ ộ ố
ộ ơ ở ệ ứ ượ ứ
ậ ủ ấ ẳ ạ ể ổ
ướ ằ ả ẫ ả ạ ồ ợ ọ ng d n h c sinh gi
ấ ố ắ ư ế ỏ
ể ủ ồ ữ ệ ạ ổ
ệ ể ơ ả ạ ộ ố ạ Trên đây là m t s kinh nhi m c a chúng tôi khi gi ng d y m t s ho t ộ ng trong tam giác đ ng toán trên c s các n i dung: B t đ ng th c, h th c l ở ớ ạ ổ ạ l p 10. Vì v y chúng tôi m nh d n ghi chép, t ng h p đ trao đ i cùng b n ọ i toán. đ c nh m tìm th y ngu n vui trong gi ng d y và h ế ế ặ M c dù đã c g ng h t mình nh ng không th tránh kh i nh ng khi m khuy t, ấ ượ ự ấ c s trao đ i, góp ý c a đ ng nghi p b n bè trong v n do đó r t mong nh n đ ề đ này đ bài vi ậ ế ủ t c a chúng tôi hoàn thi n h n.
Vinh, ngày tháng 3 năm 2021
33
Ả Ệ TÀI LI U THAM KH O
ươ ễ ạ ọ 1. Ph ng pháp d y h c môn toán (Nguy n Bá Kim)
ọ 2. Sách giáo khoa hình h c 10.
ạ ố 3. Sách giáo khoa đ i s 10.
ọ ậ 4. Sách bài t p hình h c 10.
ủ ễ ọ 5. Toán nâng cao hình h c 10 ( Nguy n Minh Hà ch biên).
ươ ễ ạ ọ 6. Ph ng pháp d y h c môn toán. (Nguy n Bá Kim)
ả ộ 7. Gi ư ế i m t bài toán nh th nào. (G. Polya)
ổ ẻ 8. ọ Báo toán h c và tu i tr
34