Hệ thức cạnh và góc trong tam giác vuông, ứng dụng thực tế
Chọn đúng tỉ số lượng giác để giải tam giác vuông và tính chiều cao, khoảng cách trong bài toán thực tế.
Ứng với SGK Kết nối tri thức: Bài 12
⚡ Nhớ nhanh
- 1Tam giác ABC vuông tại A: cạnh góc vuông = huyền · sin góc đối = huyền · cos góc kề. Tức AC = BC·sin B = BC·cos C.
- 2Cạnh góc vuông = cạnh góc vuông kia · tan góc đối. Tức AC = AB·tan B.
- 3Hai góc nhọn phụ nhau: B + C = 90°. Biết một góc là biết góc kia.
- 4Giải tam giác vuông = tìm hết cạnh và góc còn lại; cần hai dữ kiện (ngoài góc vuông), trong đó ít nhất một là cạnh.
- 5Đo chiều cao: h = d · tan α (d là khoảng cách ngang). Đề cho chiều cao mắt thì cộng thêm vào.
👀 Nhìn là hiểu
Kéo khoảng cách d hoặc góc nhìn α để xem chiều cao vật thay đổi; chọn mẫu cột cờ, toà nhà, cây.
Chấm xanh là mắt người đo, chấm đỏ là đỉnh vật.
h₁ = d·tan α = 20·tan 35° ≈ 20·0,700 ≈ 14,0 m
h = h₁ + h₀ = 14,0 + 1,6 = 15,6 m
Với d = 20 m và α = 35°, vật cao khoảng 15,6 m (cỡ vài tầng nhà). Đường ngắm (cạnh huyền) dài 24,4 m, không phải chiều cao.
α < 45° ⇒ tan α < 1 ⇒ phần cao trên tầm mắt ngắn hơn khoảng cách d.
1 📐 Hệ thức cạnh và góc
Cần nhớ
- ✦Tam giác ABC vuông tại A, BC là huyền. Cạnh đối góc B là AC, cạnh kề góc B là AB.
- ✦Có huyền thì dùng sin hoặc cos: AC = BC·sin B, AB = BC·cos B. Ví dụ BC = 10, B = 30° ⇒ AC = 10·0,5 = 5.
- ✦Chỉ có hai cạnh góc vuông thì dùng tan: AC = AB·tan B. Ví dụ AB = 6, B = 45° ⇒ AC = 6·1 = 6.
- ✦Tìm huyền thì chia: BC = AC / sin B = AB / cos B.
Biết gì thì dùng gì
| Biết | Tìm | Dùng |
|---|---|---|
| Huyền + một góc | Cạnh góc vuông | sin hoặc cos (nhân) |
| Một cạnh góc vuông + một góc | Cạnh góc vuông kia | tan (nhân) |
| Một cạnh góc vuông + một góc | Cạnh huyền | sin hoặc cos (chia) |
| Hai cạnh | Góc | Tính tỉ số rồi tra ngược |
Dạng bài
Chọn tỉ số lượng giác
- 1 Xác định cạnh huyền trước (cạnh đối diện góc vuông).
- 2 Gọi tên: cạnh nào đối, cạnh nào kề góc đã cho; cạnh nào cần tìm.
- 3 Chọn tỉ số chứa đúng hai cạnh đó (có huyền → sin/cos; không có → tan), rồi tính.
- 4 Thử lại bằng Pythagore hoặc so sánh độ dài.
⚠️ Bẫy hay gặp: Với AB = 6, B = 30°, AB không phải huyền: AC = 6·sin 30° = 3 là sai, vì sin chỉ dùng khi có cạnh huyền (huyền ở đây là BC).
Tam giác ABC vuông tại A, AB = 6, B = 30°. Tính AC.
Hướng dẫn giải
2 🧩 Giải tam giác vuông
Dạng bài
Giải tam giác vuông
- 1 Tìm góc nhọn còn lại: C = 90° − B (luôn làm trước).
- 2 Chọn tỉ số, tính cạnh góc vuông thứ nhất.
- 3 Tính cạnh còn lại (tỉ số khác hoặc Pythagore).
- 4 Thử lại: Pythagore, và góc lớn đối diện cạnh dài hơn.
⚠️ Bẫy hay gặp: Hai góc không đủ để tính cạnh: biết B = 60°, C = 30° mà không có cạnh nào thì chỉ biết hình dạng, chưa biết kích thước.
Tam giác ABC vuông tại A, BC = 12, B = 60°. Giải tam giác.
Hướng dẫn giải
3 🌳 Đo chiều cao bằng góc nhìn
Cần nhớ
- ✦Góc nâng α là góc giữa phương ngang và đường ngắm lên đỉnh.
- ✦Tam giác vuông có cạnh kề là khoảng cách d, cạnh đối là phần cao trên tầm mắt h₁ = d·tan α. Ví dụ d = 10, α = 45° ⇒ h₁ = 10.
- ✦Chiều cao thật: h = h₁ + chiều cao mắt. Ví dụ h₁ = 10, mắt cao 1,6 ⇒ h = 11,6.
Dạng bài
Bài toán đo chiều cao
- 1 Vẽ hình: đánh dấu mắt người đo, chân vật, đỉnh vật. Tam giác vuông bắt đầu từ mắt, không từ mặt đất.
- 2 Tính phần trên tầm mắt: h₁ = d·tan α.
- 3 Cộng chiều cao mắt: h = h₁ + h₀.
- 4 Thử lại: tan α = h₁ / d.
⚠️ Bẫy hay gặp: Quên cộng chiều cao mắt: 14,0 m thay vì 15,6 m. Đề cho sẵn "1,6 m" chính là để thử bước này.
Đứng cách chân tháp 20 m, người cao 1,6 m nhìn thấy đỉnh dưới góc nâng 35°. Tính chiều cao tháp (làm tròn 0,1 m).
Hướng dẫn giải
4 🪜 Bài toán thực tế có cạnh huyền
Cây, cột, toà nhà: không biết huyền, chỉ có khoảng cách ngang và góc nên dùng tan.
Chiều dài thang hay dây là cạnh huyền, nên dùng sin (độ cao) hoặc cos (khoảng cách ngang).
Dạng bài
Thang dựa tường
- 1 Vẽ tam giác vuông: thang là huyền, tường và đất là hai cạnh góc vuông.
- 2 Độ cao đầu thang là cạnh đối góc tạo với đất: h = thang · sin α.
- 3 Khoảng cách chân thang tới tường là cạnh kề: = thang · cos α.
- 4 Thử lại bằng Pythagore.
⚠️ Bẫy hay gặp: Thang dài 4 m, góc với đất 30°: độ cao là 4·sin 30° = 2 m, không phải 4·tan 30°, vì 4 m là huyền.
Thang dài 5 m dựa vào tường, chân thang cách tường 3 m. Đầu thang cao bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
✏️ Luyện tập
Làm xong mỗi nhóm bấm Kiểm tra. Câu sai có lời giải ngắn và nút quay lại phần cách làm.
Hệ thức cạnh và góc
- 1Nhận biết
Tam giác ABC vuông tại A. Hệ thức nào đúng?
- 2Nhận biết
Sin và côsin của một góc nhọn dùng được khi đề cho:
- 3Nhận biết Tam giác ABC vuông tại A có B = 35° thì C = °.
- 4Thông hiểu
Tam giác ABC vuông tại A, BC = 12, B = 30°. Cạnh AC bằng:
- 5Thông hiểu Tam giác ABC vuông tại A, BC = 8, B = 60°. Khi đó AB = .
- 6Thông hiểu Tam giác ABC vuông tại A, AB = 7, B = 45°. Khi đó AC = .
Giải tam giác vuông
- 1Thông hiểu
Tam giác ABC vuông tại A, BC = 16, B = 60°. Cạnh AC bằng:
- 2Thông hiểu
Tam giác ABC vuông tại A, AB = 6, B = 60°. Cạnh huyền BC bằng:
- 3Thông hiểu Tam giác ABC vuông tại A có BC = 10, AC = 6. Khi đó AB = .
- 4Vận dụng
Tam giác ABC vuông tại A, AB = 6, AC = 6√3. Số đo góc B bằng:
- 5Vận dụng Tam giác ABC vuông tại A, AB = 6√3, B = 30°. Khi đó AC = .
Đo chiều cao, khoảng cách
- 1Nhận biết
Đo chiều cao cây: biết khoảng cách ngang d tới chân cây và góc nâng α. Tỉ số dùng để tính phần cao trên tầm mắt là:
- 2Thông hiểu Đứng cách chân cột 10 m, nhìn lên đỉnh với góc 45° (bỏ qua chiều cao mắt). Cột cao m.
- 3Thông hiểu Đứng cách chân toà nhà 15 m, mắt cao 1,5 m, góc nâng 40° (lấy tan 40° ≈ 0,84). Toà nhà cao khoảng m.
- 4Thông hiểu
Tính được phần cột trên tầm mắt cao 12 m, người đo cao 1,7 m. Chiều cao cột là:
- 5Vận dụng Cột cao 12 m, người đo mắt cao 1,6 m, nhìn lên đỉnh với góc 45°. Người đó đứng cách chân cột m.
Thang, dây: bài có cạnh huyền
- 1Nhận biết
Thang dựa vào tường tạo thành tam giác vuông. Chiều dài thang là:
- 2Thông hiểu Thang dài 4 m tạo với mặt đất góc 30°. Đầu thang cao m.
- 3Thông hiểu Thang dài 5 m, chân thang cách tường 3 m. Đầu thang chạm tường ở độ cao m.
- 4Vận dụng
Thang dài 6 m, chân thang cách tường 3 m. Thang tạo với mặt đất góc:
🎯 Chủ điểm này ra thi vào 10 thế nào?
- •Bài đo chiều cao hoặc khoảng cách (cây, toà nhà, thang, dốc) hay có trong câu hình học thực tế, thường 0,5–1 điểm.
- •Đề thường cố tình cho sẵn chiều cao mắt để thử bước cộng thêm: vẽ hình có mắt người đo trước khi tính.
- •Hay gặp ở câu hình tổng hợp: tính cạnh hoặc góc trong tam giác vuông rồi dùng kết quả cho bước chứng minh sau.
7. Đường tròn: cung, dây, độ dài cung, hình quạt, hình vành khuyên