Đây là bản xem thử. Phiên bản đầy đủ trong ứng dụng có bài tập, AI chấm ngay và theo dõi tiến độ học.

Bài học

Định nghĩa và ba trường hợp tam giác đồng dạng

Mục tiêu bài học

Sau bài này, em phát biểu được định nghĩa hai tam giác đồng dạng, giải thích được vì sao mỗi trường hợp c.c.c, c.g.c, g.g là đủ để kết luận đồng dạng mà không cần kiểm tra hết sáu điều kiện, và dùng thành thạo trường hợp g.g — trường hợp xuất hiện nhiều nhất trong đề kiểm tra.

Kiến thức nền cần nhớ

Em đã học ba trường hợp bằng nhau của hai tam giác ở lớp 7: c.c.c, c.g.c, g.c.g — mỗi trường hợp là một "lối tắt", chỉ cần kiểm tra một phần thông tin cũng đủ suy ra hai tam giác giống hệt nhau. Hai bài trước, định lí Thalès và hệ quả của nó cho ta công cụ tạo ra tỉ lệ cạnh từ một đường song song. Bài này ghép hai mạch kiến thức đó lại.

Khởi động
Một tấm ảnh in ở khổ 10×15 cm và một tấm in phóng to ở khổ 20×30 cm từ cùng một file gốc có hình dạng giống hệt nhau, chỉ khác kích thước. Toán học gọi quan hệ này là gì, và điều gì chính xác phải đúng để hai hình được gọi là "giống hệt nhau, chỉ khác kích thước" — có phải chỉ cần các góc bằng nhau, hay chỉ cần các cạnh tỉ lệ, hay cần cả hai?

Kiến thức trọng tâm

Hai tam giác ABC và A'B'C' gọi là đồng dạng, kí hiệu $\triangle ABC \backsim \triangle A'B'C'$, nếu các góc tương ứng bằng nhau (góc A = góc A', góc B = góc B', góc C = góc C') và các cạnh tương ứng tỉ lệ ($\frac{A'B'}{AB} = \frac{B'C'}{BC} = \frac{A'C'}{AC}$). Tỉ số chung đó gọi là tỉ số đồng dạng, thường kí hiệu k. Thứ tự đỉnh trong kí hiệu đồng dạng mang thông tin: A tương ứng A', B tương ứng B', C tương ứng C' — viết sai thứ tự sẽ ghép nhầm cặp cạnh khi lập tỉ lệ thức.

Kiểm tra đủ sáu điều kiện (ba góc, ba tỉ số cạnh) mỗi lần là dư thừa — giống hệt lí do lớp 7 có các trường hợp bằng nhau thay vì luôn kiểm tra đủ ba cạnh ba góc. Ba trường hợp sau đây, mỗi trường hợp chỉ cần một phần thông tin, đã đủ ép buộc toàn bộ hình dạng:

Trường hợp cạnh–cạnh–cạnh (c.c.c): nếu ba cặp cạnh tương ứng tỉ lệ thì hai tam giác đồng dạng. Lí do: giống như ba cạnh cho trước dựng nên đúng một tam giác duy nhất (nguyên lí dùng ở trường hợp bằng nhau c.c.c), ba tỉ số cạnh bằng nhau cũng ép hình dạng của tam giác thứ hai chỉ có thể là bản phóng to hoặc thu nhỏ của tam giác thứ nhất — không còn cách nào khác để xếp ba cạnh theo đúng tỉ lệ đó mà tạo ra góc khác đi.

Trường hợp cạnh–góc–cạnh (c.g.c): nếu hai cặp cạnh tương ứng tỉ lệ và góc xen giữa hai cặp cạnh đó bằng nhau thì hai tam giác đồng dạng. Cố định tỉ lệ hai cạnh và góc xen giữa cũng dựng nên đúng một hình dạng tam giác — cạnh còn lại và hai góc còn lại buộc phải theo sau, không có lựa chọn nào khác.

Trường hợp góc–góc (g.g): nếu hai cặp góc tương ứng bằng nhau thì hai tam giác đồng dạng. Đây là trường hợp gọn nhất — chỉ cần hai góc, vì góc thứ ba tự động bằng nhau (tổng ba góc một tam giác luôn bằng 180°). Hình dưới đây cho thấy vì sao hai góc bằng nhau lại kéo theo cả ba cạnh tỉ lệ: dựng một đường thẳng song song với một cạnh bên trong tam giác lớn, đúng như hai bài trước đã học, ta tạo ra một tam giác nhỏ có hai góc bằng hai góc tương ứng của tam giác lớn — và hệ quả định lí Thalès đã chứng minh sẵn rằng tam giác nhỏ đó có ba cạnh tỉ lệ với tam giác lớn.
Lời giải có hình
Vì sao trường hợp góc – góc (g.g) là đủ để kết luận đồng dạng
Bước 1

Cho tam giác ABC.

Vì hai góc thường có sẵn từ giả thiết — góc chung, góc đối đỉnh, hai góc đồng vị hoặc so le trong do một đường song song — g.g là trường hợp dùng nhiều nhất trong đề kiểm tra: học sinh hiếm khi phải đo hay tính thêm một cạnh nào để dùng g.g, trong khi c.c.c và c.g.c luôn đòi hỏi biết trước tỉ số cạnh.

Bốn bước chứng minh đồng dạng bằng trường hợp góc–góc, trường hợp dùng nhiều nhất trong đề kiểm tra.1Tìm hai cặp gócbằng nhau giữahai tam giác2Suy ra góc cònlại cũng bằngnhauTổng ba góc một tamgiác luôn bằng 180°.3Kết luận hai tamgiác đồng dạngtheo trường hợpg.g4Viết đúng thứ tựtỉ lệ thức cáccạnh tương ứngĐỉnh tương ứng vớiđỉnh, cạnh đối diệnvới cạnh đối diện.

Ví dụ minh hoạ

Ví dụ
Kiểm tra đồng dạng bằng trường hợp c.c.c
  1. 1

    Tam giác ABC có ba cạnh 3, 4, 5 (cm); tam giác DEF có ba cạnh 6, 8, 10 (cm). Hai tam giác có đồng dạng không?

  2. 2
    Ghép cạnh nhỏ với cạnh nhỏ, cạnh lớn với cạnh lớn: $\frac{3}{6} = \frac{1}{2}$, $\frac{4}{8} = \frac{1}{2}$, $\frac{5}{10} = \frac{1}{2}$.
  3. 3
    Cả ba tỉ số đều bằng $\frac{1}{2}$.
  4. 4

    Vậy tam giác ABC ∽ tam giác DEF theo trường hợp c.c.c, tỉ số đồng dạng k = 1/2.

Ví dụ
Kiểm tra đồng dạng bằng trường hợp c.g.c
  1. 1

    Tam giác ABC có AB = 4 cm, AC = 6 cm, góc A = 50°. Tam giác DEF có DE = 6 cm, DF = 9 cm, góc D = 50°. Chứng minh hai tam giác đồng dạng.

  2. 2
    $\frac{AB}{DE} = \frac{4}{6} = \frac{2}{3}$ và $\frac{AC}{DF} = \frac{6}{9} = \frac{2}{3}$.
  3. 3

    Góc A = góc D = 50°, đúng là góc xen giữa hai cặp cạnh vừa so sánh.

  4. 4

    Vậy tam giác ABC ∽ tam giác DEF theo trường hợp c.g.c, tỉ số đồng dạng k = 2/3.

Ví dụ
Dùng g.g khi hai góc đã có sẵn từ giả thiết (đối đỉnh)
  1. 1

    Hai đoạn thẳng AB và CD cắt nhau tại O. Biết góc OAC = góc OBD. Biết thêm OB = 6 cm, OC = 4 cm, OD = 3 cm. Tính OA.

  2. 2

    Góc AOC và góc BOD là hai góc đối đỉnh nên góc AOC = góc BOD (1).

  3. 3

    Theo đề bài, góc OAC = góc OBD (2).

  4. 4

    Từ (1) và (2), tam giác OAC có hai góc bằng hai góc tương ứng của tam giác OBD, nên tam giác OAC ∽ tam giác OBD theo trường hợp g.g.

  5. 5
    Tương ứng O↔O, A↔B, C↔D, nên $\frac{OA}{OB} = \frac{OC}{OD}$, tức $\frac{OA}{6} = \frac{4}{3}$.
  6. 6
    Vậy $OA = \frac{6 \times 4}{3} = 8$ (cm) — không cần đo thêm bất kì cạnh hay góc nào khác.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Sai lầm thường gặp

Đúng thứ tự tương ứng đỉnh

Viết tam giác ABC ∽ tam giác MNP nghĩa là A tương ứng M, B tương ứng N, C tương ứng P — không được tự ý đảo thứ tự. Khi lập tỉ lệ thức cạnh hoặc so sánh góc, luôn ghép đúng cặp đỉnh tương ứng theo đúng thứ tự đã viết trong kí hiệu đồng dạng, nếu không tỉ số sẽ sai dù các bước tính toán đều đúng.

Kiểm tra nhanh

Ghi nhớ

Hai tam giác đồng dạng khi các góc tương ứng bằng nhau và các cạnh tương ứng tỉ lệ theo một tỉ số k. Ba trường hợp c.c.c, c.g.c, g.g là ba lối tắt để kết luận đồng dạng mà không cần kiểm tra hết sáu điều kiện; g.g dùng nhiều nhất vì hai góc bằng nhau thường có sẵn từ giả thiết mà không cần đo cạnh.

Bài sau khai thác tỉ số đồng dạng k sâu hơn: k cho cạnh, nhưng chu vi và diện tích không tỉ lệ theo cùng một cách — đây là một điểm mất điểm rất phổ biến trong đề kiểm tra.