Bài 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 trang 135 SGK Toán 9 tập 2 - Bài tập ôn cuối năm - Phần hình học

Bài 9 trang 135 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Cho tam giác \(ABC\) nội tiếp đường tròn \((O'\)) và ngoại tiếp đường tròn \((O)\). Tia \(AO\) cắt đường tròn \((O')\) tại \(D\). Ta có:

(A) \(CD = BD = O'D\) ;    (B) \(AO = CO = OD\)

(C) \(CD = CO = BD\) ;      (D) \(CD = OD = BD\)

Hãy chọn câu trả lời đúng.

Lời giải:

Vì \(AC\) và \(BC\) tiếp xúc với đường tròn \((O)\), \(AD\) đi qua \(O\) nên ta có AD là phân giác góc BAC (vì tâm đường tròn nội tiếp trong tam giác là giao điểm của ba đường phân giác trong tam giác)

Nên \(\widehat {CA{\rm{D}}} = \widehat {BA{\rm{D}}} = \alpha\) 

Lại có \(\widehat {CA{\rm{D}}}\) là góc nội tiếp chắn cung CD,  \(\widehat {BA{\rm{D}}}\) là góc nội tiếp chắn cung BD

\(⇒\) \(\overparen{CD}=\overparen{DB}\) (hai góc nội tiếp bằng nhau chắn hai cung bằng nhau)

 \(⇒CD = DB\) (*) (hai cung bằng nhau căng 2 dây bằng nhau) 

Tương tự, \(CO\) là tia phân giác của góc \(C\) nên: 

\(\widehat {AC{\rm{O}}} = \widehat {BCO} = \beta .\) 

Mặt khác: \(\widehat {DCO} = \widehat {DCB} + \widehat {BCO} = \alpha  + \beta \, \,(1)\) (do \(\widehat {BA{\rm{D}}} = \widehat {BC{\rm{D}}}\))

Ta có: \(\widehat {CO{\rm{D}}}\) là góc ngoài của \(∆ AOC\) nên

\(\widehat {CO{\rm{D}}} = \widehat {OAC} + \widehat {OC{\rm{A}}} = \beta  + \alpha \, \, (2)\) 

Từ (1) và (2) ta có: \(\widehat {OC{\rm{D}}} = \widehat {CO{\rm{D}}}\)  

Vậy \(∆DOC\) cân tại \(D\) (2*)

Từ (*) và (2*) suy ra \(CD = OD = BD.\)

Chọn đáp án \(D\).

Bài 10 trang 135 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Cho tam giác nhọn \(ABC\) nội tiếp đường tròn \((O)\). Các cung nhỏ \(AB, BC, CA\) có số đo lần lượt là \(x + 75^0, 2x + 25^0, 3x - 22^0\). Một góc của tam giác \(ABC\) có số đo là:

(A) \(57^05\) ;     (B) \(59^0\) ;     (C) \(61^0\) ;     (D) \(60^0\)

Hãy chọn câu trả lời đúng.

Lời giải:

Vì các cung \(AB, BC, CA\) tạo thành đường tròn, do đó: 

\((x + {75^0}) + (2x + {25^0}) + (3x - {22^0}) = {360^0}\)

\(\Leftrightarrow 6x + {78^0} = {360^0} \Leftrightarrow 6x = {282^0} \Leftrightarrow x = {47^0}\)

Vậy \(sđ\overparen{AB}=x + {75^0} = {47^0} + {75^0} = {122^0}\)

 \(sđ\overparen{BC}=2x + {25^0} = {2. 47^0} + {25^0} = {119^0}\)

 \(sđ\overparen{AB}=3x - {22^0} = {3.47^0} - {22^0} = {119^0}\)

Xét đường tròn \(O\) có góc A, B, C lần lượt là góc nội tiếp chắn \(\overparen{BC}; \overparen{AC}; \overparen{AB}\)

\(\Rightarrow \widehat A = {{{sđ\overparen{BC}}} \over 2}= {{{{119}^0}} \over 2} = 59,{5^0}\)

\(\Rightarrow \widehat B  = {{{sđ\overparen{AC}}} \over 2}={{{{119}^0}} \over 2} = 59,{5^0}\)

\(\Rightarrow \widehat C = {{{sđ\overparen{AB}}} \over 2}= {{{{122}^0}} \over 2} = {61^0}\)

Chọn đáp án C

Bài 11 trang 135 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Từ một điểm \(P\) ở ngoài đường tròn \((O)\), kẻ cát tuyến \(PAB\) và \(PCD\) tới đường tròn. Gọi \(Q\) là một điểm nằm trên cung nhỏ \(BD\) (không chứa \(A\) và \(C\)) sao cho \(sđ\overparen{BQ}=42^0\) và \(sđ\overparen{QD}=38^0\). Tính tổng \(\widehat {BP{\rm{D}}} + \widehat {AQC}.\) 

Lời giải:

 Ta có \(\widehat {BP{\rm{D}}}\) là góc ở ngoài đường tròn (O) nên:

\(\displaystyle \widehat {BPD} = {sđ\overparen{BQD} -sđ\overparen{AC}\over 2}\) (góc có đỉnh nẳm ngoài đường tròn chắn cung \(AC\) và \(BD\)).

Ta có \(\widehat {AQC}\) là góc nội tiếp trong đường tròn (O) nên:

\(\displaystyle \widehat {AQC} = {1 \over 2}sđ\overparen{AC}\)  (góc nội tiếp chắn cung \(AC\)).

\(\displaystyle \Rightarrow \widehat {BPD} + \widehat {AQC} = {sđ\overparen{BQD} -sđ\overparen{AC} \over 2} + {1 \over 2}sđ\overparen{AC}\)

\(\displaystyle ={1 \over 2}sđ\overparen{BQD}={{{{42}^0} + {{38}^0}} \over 2} = {40^0}.\) 

Vậy \(\widehat {BP{\rm{D}}} + \widehat {AQC} = {40^0}.\)  

Bài 12 trang 135 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Một hình vuông và một hình tròn có chu vi bằng nhau. Hỏi hình nào có diện tích lớn hơn?

Lời giải:

Giả sử gọi cạnh hình vuông là \(a\) và bán kính đường tròn là \(R.\)

Khi đó, chu vi hình vuông là \(4a\) và chu vi hình tròn là \(2πR.\)

Theo đề bài ra ta có: \(\displaystyle 4{\rm{a}} = 2\pi R \Rightarrow a = {{\pi R} \over 2}\) 

Ta lập tỉ số diện tích hình vuông và hình tròn:

\(\displaystyle {{{S_{hv}}} \over {{S_{htr}}}} = {{{a^2}} \over {\pi {R^2}}}\) \(=\displaystyle {{{{\left( {{{\pi R} \over 2}} \right)}^2}} \over {\pi {R^2}}}\) \(\displaystyle ={{{\pi ^2}{R^2}} \over {4\pi {R^2}}} = {\pi  \over 4} < 1\) (vì \(π ≈ 3,14\))

\(\Rightarrow {S_{hv}} < {S_{htr}}\)

Vậy hình tròn có diện tích lớn hơn hình vuông.

Bài 13 trang 135 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Cho đường tròn \((O)\), cung \(BC\) có số đo bằng \(120^0\), điểm \(A\) di chuyển trên cung lớn \(BC\). Trên tia đối tia \(AB\) lấy điểm \(D\) sao cho \(AD = AC\). Hỏi điểm \(D\) di chuyển trên đường nào?

Lời giải:

Xét đường tròn (O), có \(\displaystyle \widehat {BAC} = {1 \over 2}sđ\overparen{BC}\)\(= {60^0}\) (số đo góc nội tiếp bằng nửa số đo cung bị chắn)

Vì \(\widehat {BAC}\) là góc ngoài tại A của tam giác ACD nên \(\widehat {BAC}=\widehat {ADC} + \widehat {ACD}\)

Vì AC = AD nên tam giác ADC cân tại A. Do đó, \(\widehat {ADC} = \widehat {ACD}\)

\(\Rightarrow \widehat {ADC} = \widehat {ACD} = {1 \over 2}{.60^0} = {30^0}\)

Như vậy, điểm \(D\) tạo với hai mút của đoạn thẳng \(BC\) cố định một góc \(\widehat {B{\rm{D}}C} = {30^0}\) nên \(D\) chuyển động trên cung chứa góc \(30^0\) dựng trên \(BC.\)

Ta có, khi \(A ≡ B\) thì \(D ≡ E\) và khi \(A ≡ C\) thì \(D ≡ C.\) 

Vậy khi \(A\) di chuyển trên cung lớn \(BC\) thì \(D\) di chuyển trên cung \(CE\) thuộc cung chứa góc \(30^0\) dựng trên \(BC.\)

Bài 14 trang 135 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Dựng tam giác \(ABC\), biết \(BC = 4cm\), góc \(\widehat {A} = 60^0\), bán kính đường tròn nội tiếp tam giác bằng \(1cm\).

Lời giải:

Phân tích:  

Giả sử dựng được ΔABC thỏa mãn điều kiện.

Gọi O là tâm đường tròn nội tiếp tam giác.

\(\widehat {BOC} = 180^\circ  - \left( {\widehat {OBC} + \widehat {OCB}} \right) \\= 180^\circ  - \dfrac{1}{2}\left( {\widehat {ABC} + \widehat {ACB}} \right)\) \( = 180^\circ  - \dfrac{1}{2}\left( {180^\circ  - \widehat A} \right) \\= 180^\circ  - \dfrac{1}{2}\left( {180^\circ  - 60^\circ } \right) = 120^\circ \)

⇒ O thuộc cung chứa góc 120º dựng trên đoạn BC.

+ Bán kính đường tròn nội tiếp ΔABC bằng 1

⇒ O cách BC 1cm

⇒ O thuộc d // BC và cách BC 1cm.

Vậy O là giao của cung chứa góc 120º dựng trên đoạn BC và đường thẳng d.

Cách dựng:

Dựng \(BC = 4cm\) và đường thẳng \((d)\) song song với \(BC\) và cách \(BC\) một khoảng là \(1cm.\)

Tâm \(O\) của đường tròn nội tiếp \(∆ABC\) là giao điểm của đường thẳng \((d)\) với cung chứa góc \({120^0}\) dựng trên đoạn \(BC\) cố định.

Qua \(B\) và \(C\) vẽ các tiếp tuyến với \((O;1cm)\), chúng cắt nhau tại \(A.\) Tam giác \(ABC\) là tam giác phải dựng. 

Chứng minh: 

+ Theo cách dựng có BC = 4cm .

+ O thuộc cung 120º dựng trên đoạn BC \( \Rightarrow \widehat {BOC} = {120^0}\)

+ A là giao của 2 tiếp tuyến

⇒ (O; 1cm) tiếp xúc với AB và AC

Mà khoảng cách từ O đến BC = 1cm

⇒ (O; 1cm) cũng tiếp xúc với BC

⇒ (O; 1cm) là đường tròn nội tiếp ΔABC

\( \Rightarrow \widehat {BAC} = \dfrac{1}{2}\widehat {BOC} \)\(= \dfrac{{{{120}^0}}}{2} = {60^0}\)

(số đo góc nội tiếp bằng nửa số đo góc ở tâm)

Vậy ΔABC có BC = 4cm, \( \widehat {BAC} = {60^0}\) đường tròn nội tiếp có bán kính 1cm thỏa mãn yêu cầu.

Biện luận:

Vì d cắt m tại hai điểm nên bài toán có hai nghiệm hình \(ΔABC\) và \(ΔA’BC\) như hình vẽ.

Bài 15 trang 135 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Tam giác \(ABC\) cân tại \(A\) có cạnh đáy nhỏ hơn cạnh bên, nội tiếp đường tròn \((O).\) Tiếp tuyến tại \(B\) và \(C\) của đường tròn lần lượt cắt tia \(AC\) và tia \(AB\) ở \(D\) và \(E.\) Chứng minh:

a) \(BD^2 = AD.CD.\) 

b) Tứ giác \(BCDE\) là tứ giác nội tiếp.

c) \(BC\) song song với \(DE.\)

Lời giải:

a) Xét \(∆ADB\) v \(∆BDC,\) ta có:

\(\widehat {BA{\rm{D}}} = \widehat {CB{\rm{D}}}\) ( góc nội tiếp và góc tạo bởi tiếp tuyến và dây cung cùng chắn cung \(BC\)).

\(\widehat {{D_1}}\) góc chung 

Vậy \(∆ADB\) đồng dạng \(∆BDC\) (g-g) ⇒ \(\displaystyle {{B{\rm{D}}} \over {C{\rm{D}}}} = {{A{\rm{D}}} \over {B{\rm{D}}}}\) (cặp cạnh tương ứng tỉ lệ)

\(\Rightarrow B{{\rm{D}}^2} = A{\rm{D}}.C{\rm{D}}\) (đpcm)

b) Ta có \(\widehat {A{\rm{E}}C}\) là góc có đỉnh ở bên ngoài \((O)\)

\(\displaystyle \widehat {AEC} = {sđ\overparen{AC}-sđ\overparen{BC}\over 2} = { sđ\overparen{AB}-sđ\overparen{BC}\over 2} = \widehat {ADB}\)

Xét tứ giác \(BCDE\), ta có: \(\widehat {A{\rm{E}}C}\) và \(\widehat {ADB}\) là hai góc kề cạnh ED cùng nhìn đoạn \(BC\) dưới các góc bằng nhau \(\widehat {A{\rm{E}}C} = \widehat {ADB}\) .

Vậy tứ giác \(BCDE\) nội tiếp đường tròn

c) Ta có: \(\widehat {ACB} + \widehat {BC{\rm{D}}} = {180^0}\) (hai góc kề bù).

hay \(\widehat {ABC} + \widehat {BC{\rm{D}}} = {180^0}\) (\(∆ABC\) cân tại \(A\))

\( \Rightarrow \widehat {ABC} = {180^0} - \widehat {BC{\rm{D}}}(1)\) 

Vì \(BCDE\) là tứ giác nội tiếp nên

\(\widehat {BE{\rm{D}}} + \widehat {BC{\rm{D}}} = {180^0}\) ( trong tứ giác nội tiếp, 2 góc đối diện có tổng bằng \(180^0\) \( \Rightarrow \widehat {BE{\rm{D}}} = {180^0} - \widehat {BC{\rm{D}}}(2)\) 

So sánh (1) và (2), ta có: \(\widehat {ABC} = \widehat {BE{\rm{D}}}\) 

Mà 2 góc này ở vị trí đồng vị

\(\Rightarrow BC // DE\) (đpcm)

Bài 16 trang 135 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Một mặt phẳng chứa trụ \(OO'\) của một hình trụ; phần mặt phẳng nằm trong hình trụ là một hình chữ nhật có chiều dài \(3cm\), chiều rộng \(2cm.\) Tính diện tích xung quanh và thể tích hình trụ đó. 

Lời giải:

Bài toán có 2 trường hợp

a) Chiều cao của hình trụ bằng \(3cm\). Khi đó chiều rộng của hình chữ nhật là đường kính của hình trụ, suy ra \(R = 1cm\) 

Vậy \(S\)_xq = \(2πRh = 2π .1 .3 = 6π\) \((cm^2).\)

\(V = πR^2h = π. 1^2. 3 = 3π\) \((cm^3).\)

b) Chiều cao hình trụ bằng \(2cm\) 

Khi đó chiều dài của hình chữ nhật là đường kính của hình trụ, suy ra \(R = 1,5 cm\)

Vậy \(S\)_xq = \(2πRh = 2π . 1,5 . 2 = 6π\) \((cm^2).\)

\(V = πR^2h = π . 1,5^2 . 2 = 4,5 π\) \((cm^3).\) 

Bài 17 trang 135 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Khi quay tam giác \(ABC\) vuông ở \(A\) một vòng quanh cạnh góc vuông \(AC\) cố định, ta được một hình nón. Biết rằng \(BC = 4dm,\) góc \(\widehat {ACB} = {30^0}.\) Tính diện tích xung quanh và thể tích hình nón. 

Lời giải:

Trong tam giác vuông \(ABC\), ta có:

\(\eqalign{
& AB = BC.\sin C = BC.\sin {30^0} = 4.{1 \over 2} = 2\left( {dm} \right) \cr
& AC = BC.\cos C = BC.\cos {30^0} = 4.{{\sqrt 3 } \over 2} \cr&= 2\sqrt 3 \left( {dm} \right) \cr} \)

Ta có: \(S_{xq}= πRl = π. 2. 4 = 8 π \) \((dm^2).\) 

\(\displaystyle V = {1 \over 3}\pi {R^2}h = {1 \over 3}\pi {.2^2}.2\sqrt 3  = {{8\sqrt 3 .\pi } \over 3}(d{m^3}).\) 

Bài 18 trang 135 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Một hình cầu có số đo diện tích (đơn vị: \(m^2\)) bằng số đo thể tích (đơn vị: \(m^3\)). Tính bán kính hình cầu, diện tích mặt cầu và thể tích hình cầu.

Lời giải:

Gọi \(R\) là bán kính hình cầu (đơn vị : mét)

Khi đó ta có: \(S = 4πR^2\) và \(\displaystyle V = {4 \over 3}\pi {R^3}\) 

Theo đề bài ta có: \(\displaystyle 4\pi {R^2} = {4 \over 3}\pi {R^3} \Rightarrow {R \over 3} = 1 \Rightarrow R = 3(m)\)

Ta có: \(S = 4πR^2 = 4π . 3^2= 36π\) (\(m^2\)) 

\(\displaystyle V = {4 \over 3}\pi {R^3} = {4 \over 3}\pi {.3^3} = 36\pi \left( {{m^3}} \right)\).

Sachbaitap.com