01Kiến thức cần nhớ
1. Các công thức diện tích
Với tam giác , là nửa chu vi, và là bán kính đường tròn ngoại tiếp và nội tiếp, là đường cao ứng với cạnh :
Kéo ba đỉnh A, B, C: năm cách tính luôn ra cùng một số; đường tròn ngoại tiếp (mờ) và nội tiếp (xanh) đổi theo.
2. Mỗi công thức đến từ đâu?
- (2): Đường cao hạ từ xuống đường thẳng có độ dài (đúng cả khi tù, vì ). Thay vào .
- (3): Từ (2) và định lí sin : .
- (4): Tâm của đường tròn nội tiếp chia tam giác thành ba tam giác , , có cùng đường cao . Cộng diện tích: .
- (5): Tính theo định lí côsin, suy ra rồi thay vào (2). Sau khi biến đổi bằng hằng đẳng thức hiệu hai bình phương, ta được (5).
3. Suy ngược: đường cao, ,
Khi đã có :
4. Tỉ số diện tích hai tam giác chung góc
Nếu nằm trên tia , nằm trên tia , thì hai tam giác và có chung góc , và theo (2):
Kéo D trên AB và E trên AC: tỉ số diện tích luôn bằng tích hai tỉ số cạnh. Thử đưa D về B rồi kéo E.
5. Diện tích lớn nhất
Từ (2): với hai cạnh , cố định, , dấu bằng khi .
Trong các tam giác có cùng chu vi , tam giác đều có diện tích lớn nhất. Lí do: theo bất đẳng thức Cô-si cho ba số dương , , (có tổng bằng ),
dấu bằng khi .
Kéo điểm C dọc cung tròn (hoặc dùng phím mũi tên); chấm trên đồ thị cho diện tích S. Đỉnh của đồ thị ở A = 90°.
Giữ BC rồi đổi vị trí A: S lớn nhất khi b = c. Sau đó đổi BC: S lớn nhất khi cả ba cạnh bằng 4.
02Tóm tắt
| Dữ kiện | Công thức |
|---|---|
| cạnh, đường cao | |
| c.g.c | |
| c.c.c | |
| có | |
| có |
- Suy ngược: , , .
- Hai tam giác chung góc: tỉ số diện tích bằng tỉ số tích hai cạnh kề góc đó.
- Cố định hai cạnh: diện tích lớn nhất khi góc xen giữa vuông. Cố định chu vi: lớn nhất khi tam giác đều.
03Mở rộng
Bán kính đường tròn bàng tiếp. Đường tròn bàng tiếp góc tiếp xúc cạnh và phần kéo dài của hai cạnh kia. Bán kính của nó là . Với tam giác , , ở Ví dụ 2: .
Bán kính nội tiếp theo góc. Từ tâm hạ vuông góc xuống , ta được tam giác vuông có cạnh góc vuông và đoạn tiếp tuyến từ dài , nên .
Hệ thức Ơ-le. Với , là tâm đường tròn ngoại tiếp và nội tiếp: . Vì nên luôn có , dấu bằng chỉ khi , tức tam giác đều.
Kéo các đỉnh: OI² luôn bằng R² − 2Rr nên R không bao giờ nhỏ hơn 2r. Thử làm tam giác gần đều.
