Quan hệ giữa ba cạnh của một tam giác bất đẳng thức tam giác

Lý thuyết

Bài 15 (SGK - tập 2 trang 63)

Dựa vào bất đẳng thức tam giác, kiểm tra xem bộ ba nào trong các bộ ba đoạn thăng có độ dài cho sau đây không thể là ba cạnh của một tam giác. Trong những trường hợp còn lại, hãy thử dựng tam giác có độ dài ba cạnh như thế :

a) 2 cm, 3 cm, 6 cm

b) 2 cm, 4 cm, 6 cm

c) 3 cm, 4 cm, 6 cm

Hướng dẫn giải

a) Ta có 3 – 2 < 6 < 3 + 2 bất đẳng thức này sai nên ba độ dài 2cm, 3cm, 6cm không là ba cạnh của tam giác.

b) Vì 6 = 2 + 4 nên ba độ dài là 2cm, 4cm, 6cm không là 3 cạnh của một tam giác

c) 4 – 3 < 6 < 4 + 3 bất đẳng thức đúng nên ba độ dài 3cm, 4cm, 6cm là 3 cạnh của một tam giác.

Bài 16 (SGK - tập 2 trang 63)

Cho tam giác ABC với hai cạnh BC = 1 cm, AC = 7 cm

Hãy tìm độ dài cạnh AB, biết rằng độ dài này là một số nguyên (cm). Tam giác ABC là tam giác gì ?

Hướng dẫn giải

Theo bất đẳng thức tam giác ABC ta có:

AC – BC < AB < AC + BC

Theo độ dài BC = 1cm, AC = 7cm

7 - 1 < AB < 7 + 1

6 < AB < 8 (1)

Vì độ dài AB là một số nguyên thỏa mãn (1) nên AB = 7cm

Do đó ∆ ABC cân tại A vì AB = AC = 7cm

Bài 17 (SGK - tập 2 trang 63)

Cho tam giác ABC và M là một điểm nằm trong tam giác. Gọi I là giao điểm của đường thẳng BM và cạn AC

a) So sánh IB với MI + IA, từ đó chứng minh MA + MB < IB +IA

b) So sánh IB với IC + CB, từ đó chứng minh IB + IA < CA + CB

c) Chứng minh bất đẳng thức MA + MB < CA + CB

Hướng dẫn giải

a) M nằm trong tam giác nên ABM

=> A, M, I không thẳng hang

Theo bất đẳng thức tam giác với ∆AMI:

AM < MI + IA (1)

Cộng vào hai vế của (1) với MB ta được:

AM + MB < MB + MI + IA

Mà MB + MI = IB

=> AM + MB < BI + IA

b) Ba điểm B, I, C không thẳng hang nên BI < IC + BC (2)

cộng vào hai vế của (2) với IA ta được:

BI + IA < IA + IC + BC

Mà IA + IC = AC

Hay BI + IA < AC + BC

c) Vì AM + MB < BI + IA

BI + IA < AC + BC

Nên MA + MB < CA + CB

Vậy số đo cạnh thứ ba là 11cm

Luyện tập - Bài 18 (SGK - tập 2 trang 63)

Cho các bộ ba đoạn thẳng có độ dài như sau :

a) 2 cm, 3 cm, 4 cm

b) 1 cm, 2 cm, 3,5 cm

c) 2,2 cm, 2 cm, 4,2 cm

Hãy vẽ các tam giác có độ dài ba cạnh lần lượt là một trong các bộ ba ở trên (nếu vẽ được). Trong trường hợp không vẽ được, hãy giải thích ?

Hướng dẫn giải

a) Với 3 độ dài 2cm, 3cm, 4cm lập thành 3 cạnh của tam giác.

b) 1cm; 2cm; 3,5cm không lập thành 3 cạnh của tam giác vì 2 – 1 < 3,5 < 2 + 1 bất đẳng thức sai

c) 2,2 + 2 = 4,2 không lập thành tam giác

Luyện tập - Bài 19 (SGK - tập 2 trang 63)

Tìm chu vi của một tam giác cân nếu biết độ dài hai cạnh của nó là 3,9 cm và 7,9 cm ?

Hướng dẫn giải

Tam giác là cân biết hai cạnh của nó là 3,9cm và 7,9cm

Ta có: Cạnh 3,9cm không thể là cạnh bên vì:

3,9 + 3,9 = 7,8 < 7,9

Vậy cạnh bên là 7,9cm nên chu vi tam giác là:

3,9 + 7,92 = 19,7cm

Luyện tập - Bài 20 (SGK - tập 2 trang 64)

Một cách chứng minh khác của bất đẳng thức tam giác :

Cho tam giác ABC. Giả sử BC là cạnh lớn nhất. Kẻ đường vuông góc AH đến đường thẳng BC \(\left(H\in BC\right)\)

a) Dùng nhận xét về cạnh lớn nhất trong tam giác vuông ở bài 1 để chứng minh AB + AC > BC

b) Từ giả thiết về cạnh BC, hãy suy ra hai bất đẳng thức tam giác còn lại

Hướng dẫn giải

a) ∆ABC có cạnh BC lớn nhất nên chân đường cao kẻ từ A phải nằm giữa B và C

=> HB + HC = BC

∆AHC vuông tại H => HC < AC

∆AHB vuông tại H => HB < AB

Cộng theo vế hai bất đẳng thức ta có:

HB + HC < AC + AB

Hay BC < AC + AB

b) BC là cạnh lớn nhất nên suy ra AB < BC và AC < BC

Do đó AB < BC + AC; AC < BC +AB

(cộng thêm AC hoặc AB vào vế phải của bất đẳng thức)

Luyện tập - Bài 21 (SGK - tập 2 trang 64)

Một trạm biến áp và một khu dân cư được xây dựng cách xa hai bờ sông tại hai điểm A và B (h.19)

Hãy tìm trên bờ sông gần khu dân cư một điểm C để dựng một cột mắc dây đưa điện từ trạm biến áp về cho khu dân cư sao cho độ dài đường dây ngắn nhất ?

Hướng dẫn giải

Để độ dài đường dây là ngắn nhất thì C nằm trên đoạn thẳng AB, tức là:

AC + BC = AB.

Thật vậy, nếu C nằm ngoài đoạn thẳng AB thì ba điểm A, B, C tạo thành một tam giác ABC. Theo định lý tổng hai cạnh trong tam giác ta có:

AC + BC > AB

Vậy để độ dài đường dây là ngắn nhất thì C nằm trên đoạn thẳng AB.

Luyện tập - Bài 22 (SGK - tập 2 trang 64)

Ba thành phố A, B, C là ba đỉnh một tam giác : Biết rằng AC = 30 km, AB = 90 km (h.20)

a) Nếu đặt ở C máy phát sóng truyền thanh có bán kính hoạt động bằng 60 km thì thành phố B có nhận được tín hiệu không ? Vì sao ?

b) Cũng câu hỏi như vậy với máy phát sóng có bán kính hoạt động bằng 120 km ?

Hướng dẫn giải

a) Theo bất đẳng thức tam giác CB > AB –AC hay CB > 90 – 30

CB > 60

Nếu đặt tại C máy phát song truyền thanh có bán kình hoạt động bằng 60km thì thành phố B không nhận được tín hiệu

b)Mặt khác BC < AC + AB

Nên BC < 30 + 90

BC < 120.

Nếu đặt tại C máy phát song truyền thanh có bán kính hoạt động bằng 120km thì thành phố B nhân được tín hiệu.