Toán 8 Bài 15 (Kết nối tri thức): Định lí Thalès trong tam giác

Giải Toán 8 Bài 15: Định lí Thalès trong tam giác

Bài giảng Toán 8 Bài 15: Định lí Thalès trong tam giác

Giải Toán 8trang 76

Mở đầu trang 76 Toán 8 Tập 1:Cây cầu AB bắc qua một con sông có chiều rộng 300 m. Để đo khoảng cách giữa hai điểm C và D trên hai bờ con sông, người ta chọn một điểm E trên đường thẳng AB sao cho ba điểm E, C, D thẳng hàng. Trên mặt đất, người ta đo được AE = 400 m, EC = 500 m. Theo em, người ta tính khoảng cách giữa C và D như thế nào?

Lời giải:

Sau bài học này ta giải quyết được bài toán như sau:

Hai cạnh AC và BD thuộc hai bờ của con sông nên AC // BD, áp dụng định lí Thalès, ta có:

$\frac{AE}{AB}=\frac{CE}{CD}$ hay $\frac{400}{300}=\frac{500}{CD}$ .

Suy ra $CD=\frac{300.500}{400}=375$ (m).

Vậy khoảng cách giữa C và D bằng 375 m.

1. Đoạn thẳng tỉ lệ

Giải Toán 8trang 77

HĐ1 trang 77 Toán 8 Tập 1:Cho Hình 4.2, em hãy thực hiện các hoạt động sau:

Hãy tìm độ dài của hai đoạn thẳng AB và CD nếu chọn đoạn MN làm đơn vị độ dài. Với các độ dài đó hãy tính tỉ số $\frac{AB}{CD}$.

Lời giải:

Chọn đoạn MN làm đơn vị độ dài thì MN = 1 (đvđd).

Khi đó, AB = 2 (đvđd); CD = 6 (đvđd).

Do đó $\frac{AB}{CD}=\frac{2}{6}=\frac{1}{3}$.

Vậy AB = 2 (đvđd); CD = 6 (đvđd); $\frac{AB}{CD}=\frac{1}{3}$.

HĐ2 trang 77 Toán 8 Tập 1:Cho Hình 4.2, em hãy thực hiện các hoạt động sau:

Dùng thước thẳng, đo độ dài hai đoạn thẳng AB và CD (đơn vị: cm) rồi dùng kết quả vừa đo để tính tỉ số $\frac{AB}{CD}$.

Lời giải:

Đo độ dài các đoạn thẳng, ta được: AB = 4,8 cm; CD = 14,4 cm.

Khi đó $\frac{AB}{CD}=\frac{\mathrm{4,8}}{\mathrm{14,4}}=\frac{1}{3}$.

HĐ3 trang 77 Toán 8 Tập 1:So sánh hai tỉ số tìm được trong hai hoạt động trên.

Lời giải:

Tỉ số $\frac{AB}{CD}$ tìm được ở Hoạt động 1 và Hoạt động 2 bằng nhau và đều bằng $\frac{1}{3}$.

Luyện tập 1 trang 77 Toán 8 Tập 1:Tính tỉ số của các đoạn thẳng có độ dài như sau:

a) MN = 3 cm và PQ = 9 cm.

b) EF = 25 cm và HK = 10 dm.

Lời giải:

a) Tỉ số của các đoạn thẳng được tính như sau: $\frac{MN}{PQ}=\frac{3}{9}=\frac{1}{3};\frac{PQ}{MN}=\frac{9}{3}=\frac{3}{1}$.

Vậy $\frac{MN}{PQ}=\frac{1}{3};\frac{PQ}{MN}=\frac{3}{1}$.

a) Tỉ số của các đoạn thẳng được tính như sau: $\frac{EF}{HK}=\frac{25}{10}=\frac{5}{2};\frac{HK}{EF}=\frac{10}{25}=\frac{2}{5}$.

Vậy $\frac{EF}{HK}=\frac{5}{2};\frac{HK}{EF}=\frac{2}{5}$.

Giải Toán 8trang 78

Luyện tập 2 trang 78 Toán 8 Tập 1:Cho tam giác ABC và một điểm B’ nằm trên cạnh AB. Qua điểm B’, ta vẽ một đường thẳng song song với BC, cắt A tại C’ (H.4.4).

Dựa vào hình vẽ, hãy tính và so sánh các tỉ số sau và viết các tỉ lệ thức:

a) $\frac{AB\text{'}}{AB}$ và $\frac{AC\text{'}}{AC}$ .

b) $\frac{AB\text{'}}{B\text{'}B}$ và $\frac{AC\text{'}}{C\text{'}C}$ .

c) $\frac{B\text{'}B}{AB}$ và $\frac{C\text{'}C}{AC}$.

Lời giải:

a) Từ hình vẽ ta thấy: $\frac{AB\text{'}}{AB}=\frac{4}{6}=\frac{2}{3};\frac{AC\text{'}}{AC}=\frac{4}{6}=\frac{2}{3}$.

Do đó, $\frac{AB\text{'}}{AB}=\frac{AC\text{'}}{AC}$.

b) Từ hình vẽ ta thấy: $\frac{AB\text{'}}{B\text{'}B}=\frac{4}{2}=\frac{2}{1};\frac{AC\text{'}}{C\text{'}C}=\frac{4}{2}=\frac{2}{1}$.

Vậy $\frac{AB\text{'}}{B\text{'}B}=\frac{AC\text{'}}{C\text{'}C}$.

c) Từ hình vẽ ta thấy: $\frac{B\text{'}B}{AB}=\frac{2}{6}=\frac{1}{3};\frac{C\text{'}C}{AC}=\frac{6}{2}=\frac{3}{1}$.

Do đó $\frac{B\text{'}B}{AB}=\frac{C\text{'}C}{AC}$.

2. Định lý Thalès trong tam giác

Giải Toán 8trang 79

Luyện tập 3 trang 79 Toán 8 Tập 1:Tìm các độ dài x, y trong Hình 4.6.

Lời giải:

a) Áp dụng định lí Thalès vào ∆ABC, ta có:

$\frac{AM}{BM}=\frac{AN}{CN}$ hay $\frac{\mathrm{6,5}}{x}=\frac{4}{2}$ .

Suy ra $x=\frac{\mathrm{6,5}.2}{4}=\mathrm{3,25}$ (đvđd).

Vậy x = 3,25 (đvđd).

b) Ta có: PQ = PF + QF = 5 + 3,5 = 8,5 (đvđd).

Áp dụng định lí Thalès vào ∆PHQ, ta có:

$\frac{PE}{PH}=\frac{PF}{PQ}$ hay $\frac{4}{y}=\frac{5}{\mathrm{8,5}}$ .

Suy ra $y=\frac{4.\mathrm{8,5}}{5}=\mathrm{6,8}$ (đvđd).

Vậy y = 6,8 (đvđd).

HĐ4 trang 79 Toán 8 Tập 1:Cho ∆ABC có AB = 6 cm, AC = 9 cm. Trên cạnh AB lấy điểm B’, trên cạnh AC lấy điểm C’ sao cho AB’ = 4 cm, AC’ = 6 cm (H.4.7).

• So sánh các tỉ số $\frac{AB\text{'}}{AB}$ và $\frac{AC\text{'}}{AC}$ .

• Vẽ đường thẳng a đi qua B’ và song song với BC, đường thẳng qua a cắt AC tại điểm C’’. Tính độ dài đoạn thẳng AC’’.

• Nhận xét gì về hai điểm C’, C’’ và hai đường thẳng B’C’, BC?

Lời giải:

• Ta có $\frac{AB\text{'}}{AB}=\frac{4}{6}=\frac{2}{3}$; $\frac{AC\text{'}}{AC}=\frac{6}{9}=\frac{2}{3}$ .

Do đó $\frac{AB\text{'}}{AB}=\frac{AC\text{'}}{AC}$ .

• Đường thẳng a đi qua B’ và song song với BC, đường thẳng qua a cắt AC tại điểm C’’ nên B’C’’ // BC.

Áp dụng định lí Thalès vào ∆ABC, ta có:

$\frac{AB\text{'}}{AB}=\frac{AC\text{'}\text{'}}{AC}$ hay $\frac{4}{6}=\frac{AC\text{'}\text{'}}{9}$ .

Suy ra $AC\text{'}\text{'}=\frac{4.9}{6}=6$(cm).

Vậy AC’’ = 6 cm.

• Trên cạnh AC lấy điểm C’ sao cho AC’ = 6 cm.

Đường thẳng a đi qua B’ và song song với BC, đường thẳng qua a cắt AC tại điểm C’’ nên điểm C’’ nằm trên cạnh AC sao cho AC’’ = 6 cm.

Do đó, hai điểm C’, C’’ trùng nhau.

Vì hai điểm C’, C’’ trùng nhau mà B’C’’ // BC nên B’C’ // BC.

Giải Toán 8trang 80

Vận dụng trang 80 Toán 8 Tập 1:Em hãy trả lời câu hỏi trongtìnhhuống mở đầu.

Cây cầu AB bắc qua một con sông có chiều rộng 300 m. Để đo khoảng cách giữa hai điểm C và D trên hai bờ con sông, người ta chọn một điểm E trên đường thẳng AB sao cho ba điểm E, C, D thẳng hàng. Trên mặt đất, người ta đo được AE = 400 m, EC = 500 m. Theo em, người ta tính khoảng cách giữa C và D như thế nào?

Lời giải:

Hai cạnh AC và BD thuộc hai bờ của con sông nên AC // BD, áp dụng định lí Thalès, ta có:

$\frac{AE}{AB}=\frac{CE}{CD}$ hay $\frac{400}{300}=\frac{500}{CD}$.

Suy ra $CD=\frac{300.500}{400}=375$ (m).

Vậy khoảng cách giữa C và D bằng 375 m.

Bài tập

Bài 4.1 trang 80 Toán 8 Tập 1:Tìm độ dài x, y trong Hình 4.9 (làm tròn kết quả đến chữ số thập phân thứ nhất).

Lời giải:

• Hình 4.9a)

Vì HK // QE nên áp dụng định lí Thalès, ta có:

$\frac{PH}{QH}=\frac{PK}{KE}$ hay $\frac{6}{4}=\frac{8}{x}$ .

Suy ra $x=\frac{8.4}{6}=\frac{16}{3}\approx \mathrm{5,3}$ (đvđd).

• Hình 4.9b)

Vì $\widehat{AMN}=\widehat{ABC}$ mà $\widehat{AMN}$ và $\widehat{ABC}$ là hai góc đồng vị nên MN // BC.

Ta có AB = AM + BM = y + 6,5.

Áp dụng định lí Thalès, ta có: $\frac{AM}{AB}=\frac{AN}{AC}$ hay $\frac{y}{y+\mathrm{6,5}}=\frac{8}{11}$ .

Suy ra 11y = 8(y + 6,5)

11y = 8y + 52

11y – 8y = 52

3y = 52

$y=\frac{52}{3}\approx \mathrm{17,3}$(đvđd)

Vậy x ≈ 5,3 (đvđd); y ≈ 17,3 (đvđd).

Bài 4.2 trang 80 Toán 8 Tập 1:Tìm các cặp đường thẳng song song trong Hình 4.10 và giải thích tại sao chúng song song với nhau.

Lời giải:

• Hình 4.10a)

Ta có $\frac{EM}{EN}=\frac{2}{3};\frac{MF}{PF}=\frac{3}{\mathrm{4,5}}=\frac{2}{3}$ nên $\frac{EM}{EN}=\frac{MF}{PF}$ .

Vì $\frac{EM}{EN}=\frac{MF}{PF}$ , E ∈ MN, F ∈ MP nên theo định lí Thalès đảo ta suy ra EF // MN.

• Hình 4.10b)

* Ta có: $\frac{HF}{KF}=\frac{14}{12}=\frac{7}{6};\frac{HM}{MQ}=\frac{15}{10}=\frac{3}{2}$ .

Vì $\frac{HF}{KF}\ne \frac{HM}{MQ}$ nên MF không song song với KQ.

* Ta có: $\frac{MQ}{MH}=\frac{10}{15}=\frac{2}{3};\frac{EQ}{EK}=\frac{12}{18}=\frac{2}{3}$ .

Vì $\frac{MQ}{MH}=\frac{EQ}{EK}$ ; F ∈ HK; M ∈ HQ nên theo định lí Thalès đảo ta suy ra ME // HK.

Bài 4.3 trang 80 Toán 8 Tập 1:Cho ∆ABC, từ điểm D trên cạnh BC, kẻ đường thẳng song song với AB cắt AC tại F và kẻ đường thẳng song song với AC cắt AB tại E.

Chứng minh rằng: $\frac{AE}{AB}+\frac{AF}{AC}=1$.

Lời giải:

Áp dụng định lí Thalès, ta có:

• Vì DE // AC nên $\frac{AE}{AB}=\frac{CD}{BC}$;

• Vì DF // AC nên $\frac{AF}{AC}=\frac{BD}{BC}$.

Khi đó, $\frac{AE}{AB}+\frac{AF}{AC}=\frac{CD}{BC}+\frac{BD}{BC}=1$ (đpcm).

Bài 4.4 trang 80 Toán 8 Tập 1:Cho ∆ABC có trọng tâm G. Vẽ đường thẳng d qua G và song song với AB, d cắt BC tại điểm M. Chứng minh rằng$BM=\frac{1}{3}BC$

Lời giải:

Lấy D là trung điểm của cạnh BC.

Khi đó, AD là đường trung tuyến của tam giác ABC.

Vì G là trọng tâm của tam giác ABC nên điểm G nằm trên cạnh AD.

Ta có $\frac{AG}{AD}=\frac{2}{3}$ hay $AG=\frac{2}{3}AD$.

Vì MG // AB, theo định lí Thalès, ta suy ra: $\frac{AG}{AD}=\frac{BM}{BD}=\frac{2}{3}$.

Ta có BD = CD (vì D là trung điểm của cạnh BC) nên $\frac{BM}{BC}=\frac{BM}{2BD}=\frac{2}{2.3}=\frac{1}{3}$.

Do đó $BM=\frac{1}{3}BC$ (đpcm).

Bài 4.5 trang 80 Toán 8 Tập 1:Để đo khoảng cách giữa hai vị trí B và E ở hai bên bờ sông, bác An chọn ba vị trí A, F, C cùng nằm ở một bên bờ sông sao cho ba điểm C, E, B thẳng hàng, ba điểm C, F, A thẳng hàng và AB // EF (H.4.11). Sau đó bác An đo được AF = 40 m, FC = 20 m, EC = 30 m. Hỏi khoảng cách giữa hai vị trí B và E bằng bao nhiêu?

Lời giải:

Theo đề bài, ba điểm C, E, B thẳng hàng, ba điểm C, F, A thẳng hàng và AB // EF, áp dụng định lí Thalès, ta có:

$\frac{EC}{BE}=\frac{CF}{AF}$ hay $\frac{30}{BE}=\frac{20}{40}$ .

Suy ra $BE=\frac{30.40}{20}=60$ (m).

Vậy khoảng cách giữa hai vị trí B và E bằng 60 m.

Lý thuyết Định lí Thalès trong tam giác

1. Khái niệm tỉ số của hai đoạn thẳng

Tỉ số của hai đoạn thẳng là tỉ số độ dài của chúng theo cùng một đơn vị đo.

2. Đoạn thẳng tỉ lệ

Hai đoạn thẳng AB và CD gọi là tỉ lệ với hai đoạn thẳng A’B’ và C’D’ nếu có tỉ lệ thức: $\frac{AB}{CD}=\frac{A^{\prime }{B}^{\prime }}{C^{\prime }{D}^{\prime }}$ hay $\frac{AB}{A^{\prime }{B}^{\prime }}=\frac{CD}{C^{\prime }{D}^{\prime }}$

3. Định lí Thalès

Nếu một đường thẳng song song với một cạnh của tam giác và cắt hai cạnh còn lại thì nó định ra trên hai cạnh đó những đoạn thẳng tương đương tỉ lệ.

$\mathrm{\Delta }ABC,B^{\text{'}}{C}^{\text{'}}//BC(B^{\text{'}}\in AB,C^{\text{'}}\in AC)\Rightarrow \frac{A{B}^{\text{'}}}{AB}=\frac{A{C}^{\text{'}}}{AC};\frac{A{B}^{\text{'}}}{B{B}^{\text{'}}}=\frac{A{C}^{\text{'}}}{C{C}^{\text{'}}};\frac{B^{\text{'}}B}{AB}=\frac{C^{\text{'}}C}{AC}$

4. Định lí Thalès đảo

Nếu một đường thẳng cắt hai cạnh của một tam giác và định ra trên hai cạnh này những đoạn thẳng tương ứng tỉ lệ thì đường thẳng đó song song với cạnh còn lại của tam giác.

$\mathrm{\Delta }ABC,B^{\text{'}}\in AB,C^{\text{'}}\in AC,\frac{A{B}^{\text{'}}}{AB}=\frac{A{C}^{\text{'}}}{AC}\Rightarrow B^{\text{'}}{C}^{\text{'}}//BC$