Công thức lượng giác trong tam giác nâng cao và ví dụ áp dụng

Công thức lượng giác trong tam giác hay hệ thức lượng trong tam giác bao gồm: công thức lượng giác trong tam giác vuông, công thức lượng giác trong tam giác thường…

Định lí côsin trong tam giác

Xét tam giác ABC vuông tại A, ta có:

Công thức lượng giác trong tam giác

Ta đã biết rằng: BC^2=AB^2+AC^2

hay \vec {BC}^2=\vec {AB}^2+\vec {AC}^2

Chứng minh ngắn gọn theo tích vô hướng của hai vectơ ở bài học trước ta có được điều trên.

Như vậy, ta có phát biểu về định lí côsin trong tam giác:
Trong tam giác ABC, gọi Ab=c;AC=b;BC=a, ta có:

a^2=b^2+c^2-2bc.cosA

b^2=a^2+c^2-2ac.cosB

c^2=a^2+b^2-2ab.cosC

Từ đó, ta có hệ quả sau:
cosA=\frac{b^2+c^2-a^2}{2bc}

cosB=\frac{a^2+c^2-b^2}{2ac}

cosC=\frac{a^2+b^2-c^2}{2ab}

Định lí sin trong tam giác

Cho hình vẽ:

Công thức lượng giác trong tam giác

Ta dễ dàng nhận thấy rằng:

a=2RsinA, b=2RsinB, c=2RsinC

Chứng minh tương tự với tam giác thường, hệ thức trên vẫn đúng!

Ta rút ra được định lí sau:
Với mọi tam giác ABC, ta có:

\frac{a}{sinA}=\frac{b}{sinB}=\frac{c}{sinC}=2R

Công thức độ dài đường trung tuyến của tam giác

Cho tam giác ABC có đường trung tuyến AM.

Công thức lượng giác trong tam giác

Gọi m_a;m_b;m_c lần lượt là các đường trung tuyến ứng với các cạnh a, b, c. Khi đó:

m_{a}^{2}=\frac{b^2+c^2}{2}-\frac{a^2}{4}

m_{b}^{2}=\frac{a^2+c^2}{2}-\frac{b^2}{4}

m_{c}^{2}=\frac{a^2+b^2}{2}-\frac{c^2}{4}

Diện tích tam giác

Ngoài kiến thức tính diện tích đã học ở cấp dưới là bằng nửa tích cạnh đáy nhân với chiều cao tương ứng, ta còn được biết thêm với các công thức sau:

Với tam giác ABC, kí hiệu h_a;h_b;h_c lần lượt là các đường cao ứng với các cạnh a, b, c. R, r là bán kính đường tròn ngoại tiếp và nội tiếp tam giác ABC, p=\frac{1}{2}(a+b+c) là nửa chu vi của tam giác, ta có các công thức tính diện tích S của tam giác ABC như sau:

S=\frac{1}{2}a.h_a=\frac{1}{2}b.h_b=\frac{1}{2}c.h_c

S=\frac{1}{2}ab.sinC=\frac{1}{2}ac.sinB=\frac{1}{2}bc.sinA

S=\frac{abc}{4R}

S=pr

S=\sqrt{p(p-a)(p-b)(p-c)}

Ví dụ áp dụng công thức lượng giác trong tam giác

Bài 1: Cho tam giác ABC có \widehat{A}=60^o, \widehat{B}=80^o,a=6. Tính hai cạnh a và c.

Hướng dẫn:

Công thức lượng giác trong tam giác

Dễ dàng tìm được \widehat{C}=180^o-60^o-80^o=40^o

Ta sẽ tính bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC là R:

\frac{a}{sinA}=2R=\frac{6}{sin60^o}=4\sqrt{3}

Vậy: \frac{b}{sinB}=4\sqrt{3}\Rightarrow b=sinB.4\sqrt{3}=6,823

\frac{c}{sinC}=4\sqrt{3}\Rightarrow c=sinC.4\sqrt{3}=4,45

Bài 2: Tam giác ABC có a=10,b=11,c=14. Gọi M là trung điểm của cạnh BC. Tính độ dài AM.

Hướng dẫn:

Công thức lượng giác trong tam giác

Ta có: AM^2=\frac{AB^2+AC^2}{2}-\frac{BC^2}{4}=\frac{11^2+14^2}{2}-\frac{10^2}{4}\\=11,55

Bài 3: Cho tam giác ABC có 3 cạnh a, b, c lần lượt là 5, 7 ,10. Cạnh của hình vuông có diện tích bằng diện tích tam giác ABC là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

Công thức lượng giác trong tam giác

Áp dụng công thức Hê rông tính diện tích, ta có:

p=\frac{a+b+c}{2}=11

S=\sqrt{11(11-5)(11-10)(11-7)}\\=16,24(dvdt)

Vậy cạnh của hình vuông có cùng diện tích trên là:

a=\sqrt{S}=4,03

Bài 4: Cho hình vẽ sau, biết AD=5, BD=15 và các góc cho trước. Tính độ dài BC.

Công thức lượng giác trong tam giác
Hướng dẫn:

Xét tam giác ADB vuông tại D, ta có: AB=\sqrt{AD^2+BD^2}=5\sqrt{10}

Ta có: tanABD=\frac{AD}{BD}=\frac{1}{3}\Rightarrow \widehat{ABD}=18,43^o

\Rightarrow \widehat{ABC}=90^o-\widehat{ABD}=71,57^o

\Rightarrow \widehat{ACB}=180^o-\widehat{ABC}-\widehat{BAC}=63,43^o

Gọi R là bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC, ta có:

R=\frac{AB}{2sinACB}=8,84

Mặc khác, R=\frac{BC}{2sinBAC}=8,84\Rightarrow BC=2R.sinBAC\\=12,5
Sotayhoctap chúc các bạn học tốt!

5/5 - (1 bình chọn)
Mình là Nguyễn Mỹ Lệ - là tác giả các bài viết trong chuyên mục sổ tay Toán học - Vật lý - Hóa học. Mong rằng các bài viết của mình được các bạn đón nhận nồng nhiệt.

Related Posts

Chuyên đề số chính phương

Chuyên đề số chính phương

Chuyên đề số chính phương: số chính phương là số gì, định nghĩa số chính phương, tính chất số chính phương, một số dạng bài tập về…

Lược đồ Hoocne (Sơ đồ Hoocne)

Lược đồ Hoocne (Sơ đồ Hoocne) trong cách chia đa thức

Bài viết lược đồ Hoocne (Sơ đồ Hoocne) trong cách chia đa thức bao gồm: Cách chia đa thức cho đa thức bằng lược đồ Hoocne, bài…

Các hàng đẳng thức

Nhị thức Newton, cách khai triển và một số dạng bài tập áp dụng

Bài viết nhị thức Newton bao gồm: nhị thức Newton cơ bản, khai triển nhị thức Newton, tìm hệ số trong khai triển nhị thức Newton, nhị…

Những hằng đẳng thức đáng nhớ

Những hằng đẳng thức đáng nhớ, hằng đẳng thức mở rộng và dạng toán áp dụng

Bài viết những hằng đẳng thức đáng nhớ bao gồm: 7 hằng đẳng thức đáng nhớ, các hằng đẳng thức mở rộng, các hằng đẳng thức tổng…

Hàm số liên tục và bài toán xét tính liên tục của hàm số

Bài viết hàm số liên tục bao gồm: định lý và định nghĩa về hàm số liên tục, xét tính liên tục của hàm số, bài tập…

Cách tìm tập xác định của hàm số mũ và hàm số logarit

Bài viết cách tìm tập xác định của hàm số mũ và hàm số logarit, đây là dạng toán cơ bản trong chương trình Giải tích 12….