Giải Toán lớp 7 Bài 3: Quan hệ giữa ba cạnh của một tam giác. Bất đẳng thức tam giác

Giải Toán lớp 7 Bài 3: Quan hệ giữa ba cạnh của một tam giác. Bất đẳng thức tam giác

Bài 15 (trang 63 SGK Toán 7 tập 2): Dựa vào bất đẳng thức tam giác, kiểm tra xem bộ ba nào trong các bộ ba đoạn thẳng 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) 2cm, 3cm, 6cm

b) 2cm, 4cm, 6cm

c) 3cm, 4cm, 6cm

Lời giải

a) Ba độ dài này không phải là ba cạnh của một tam giác vì bất đẳng thức 6 < 3 + 2 sai.

b) Ba độ dài này không phải là ba cạnh của một tam giác vì bất đẳng thức 6 < 2 + 4 sai.

c) Vì ba độ dài thỏa mãn bất đẳng thức 4 – 3 < 6 < 4 + 3 nên chúng là 3 cạnh của một tam giác.

Dựng hình:

Bài 16 (trang 63 SGK Toán 7 tập 2): Cho tam giác ABC với hai cạnh BC = 1cm, AC = 7cm.

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

Lời giải

Theo bất đẳng thức tam giác ABC ta có:

AC – BC < AB < AC + BC

Thay BC = 1cm, AC = 7cm, ta được:

7 – 1 < AB < 7 + 1

6 < AB < 8 (1)

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

Vì AB = AC = 7cm nên ΔABC cân tại A

Bài 17 (trang 63 SGK Toán 7 tập 2): Cho tam giác ABC và M là một điểm nằm trong tam giác. Gọi I là giao điểm của đường thẳng BM và cạnh AC.

a) So sánh MA 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.

Lời giải

a) Trong ΔAMI ta có: MA < MI + IA

Cộng MB vào hai vế ta được:

MA + MB < MB + MI + IA

Vì MB + MI = IB nên MA + MB < IB + IA (1) (đpcm)

b) Trong ΔBIC ta có: IB < IC + CB

Cộng IA vào hai vế ta được:

IB + IA < IA + IC + CB

Vì IA + IC = CA nên IB + IA < CA + CB (2) (đpcm)

c) Từ (1) và (2) và theo tính chất bắc cầu ta suy ra:

MA + MB < CA + CB (đpcm)

Bài 18 (trang 63 SGK Toán 7 tập 2): Cho các bộ ba đoạn thẳng có độ dài như sau:

a) 2cm; 3cm; 4cm

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

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

Hãy vẽ 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.

Lời giải

a) Ba độ dài thỏa mãn bất đẳng thức: 3 – 2 < 4 < 2 + 3 nên chúng là ba cạnh của một tam giác.

Vẽ tam giác:

b) Ba độ dài không là ba cạnh của tam giác vì bất đẳng thức 3,5 < 1 + 2 sai.

c) Ba độ dài không là ba cạnh của tam giác vì bất đẳng thức 4 < 2,2 + 2 sai.

Tham khảo cách vẽ hình câu a)

Vẽ đoạn thẳng BC = 4cm. Lấy B làm tâm vẽ cung tròn có bán kính bằng 3cm và lấy C làm tâm vẽ cung tròn có bán kính bằng 2cm. Hai cung tròn cắt nhau tại hai điểm A và A'. Ta được ΔABC và ΔA'BC là hai tam giác cần vẽ.

Bài 19 (trang 63 SGK Toán 7 tập 2): Tìm chu vi của một tam giác cân biết độ dài hai cạnh của nó là 3,9cm và 7,9cm.

Lời giải

Cạnh 3,9cm không thể là cạnh bên vì bất đẳng thức 7,9 < 3,9 + 3,9 sai.

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

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

Bài 20 (trang 64 SGK Toán 7 tập 2): 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 (H thuộc BC).

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.

Lời giải

a) Ta biết rằng trong tam giác vuông thì cạnh huyền là cạnh lớn nhất, do đó:

Trong ΔAHC vuông tại H ta có: HC < AC

Trong ΔAHB vuông tại H ta có: HB < AB

Cộng vế theo vế hai bất đẳng thức ta có:

HB + HC < AC + AB

Vì HB + HC = BC nên BC < AC + AB ()

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

Vì AB, AC > 0 nên AB < BC + AC; AC < BC + AB (đpcm)

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

Bài 21 (trang 64 SGK Toán 7 tập 2): Một trạm biến áp và một khu dân cư được xây dựng cách xa hai bờ sông tại hai địa điểm A và B (h.19).

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

Lời 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.

Bài 22 (trang 64 SGK Toán 7 tập 2): Ba thành phố A, B, C là ba đỉnh của một tam giác; biết rằng: AC = 30km, AB = 90km (h.20).

a) Nếu đặt ở C máy phát sóng truyền thanh có bán kính hoạt động bằng 60km 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 120km?

Lời giải

Trong ΔABC ta có:

AB – AC < BC < AB + AC (Bất đẳng thức trong tam giác)

Thay số ta được: 90 – 30 < BC < 90 + 30

hay 60 < BC < 120

a) Vì BC > 60 nên nếu đặt máy phát sóng có bán kính hoạt động bằng 60 km thì B không nhận được tín hiệu.

b) Vì BC < 120 nên nếu đặt máy phát sóng có bán kính hoạt động bằng 120 km thì B có nhận được tín hiệu.