Trang chủ › Cẩm nang học tập › Cẩm nang kiến thức

Định lý cosin

schedule.svg

Thứ tư, 22/5/2024 02:20 AM

Tác giả: Admin Hoclagioi

Trong hình học tam giác, định lý cosin là một trong những định lý quan trọng nhất. Định lý này cho phép chúng ta tính toán một cạnh của tam giác khi biết hai cạnh còn lại và góc xen giữa chúng. Sau đây là kiến thức về định lý cosin mà Học là Giỏi đã tổng hợp lại.

Mục lục [Ẩn]

Định lý cosin

Định lý cosin

Định lý cosin được phát biểu như sau: Trong một tam giác bất kỳ, bình phương một cạnh bằng tổng bình phương của hai cạnh còn lại trừ đi hai lần tích của hai cạnh đó nhân với cosin của góc xen ở giữa chúng.

Hệ quả của định lý hàm cosin

Từ định lý hàm số Cosin, chúng ta có thể dễ dàng suy ra các biểu thức tính giá trị của cosA, cosB, và cosC theo ba cạnh của tam giác ABC như sau:

  cosA=b2+c2a22bc  cosB=a2+c2b22ac  cosC=a2+b2c22ab\begin{aligned} & \cos A = \frac{b^2 + c^2 - a^2}{2bc} \\ & \cos B = \frac{a^2 + c^2 - b^2}{2ac} \\ & \cos C = \frac{a^2 + b^2 - c^2}{2ab} \end{aligned}

Chú ý:

Hệ quả định lý hàm cosin là những định lý được suy ra từ định lý hàm cosin. Chúng có thể được sử dụng để giải các bài toán tam giác một cách nhanh chóng và dễ dàng.

Một số hệ quả của định lý hàm cosin được diễn giải bằng lời, như sau:

Cosin của một góc trong tam giác bất kì bằng tỷ số bình phương của cạnh đối diện với góc đó chia cho tổng bình phương của hai cạnh còn lại.

Bình phương của một cạnh trong tam giác bất kì bằng tổng bình phương của hai cạnh còn lại trừ đi hai lần tích của hai cạnh đó nhân với cosin của góc đối diện với cạnh đó.

Nếu biết độ dài của ba cạnh của một tam giác, ta có thể tính được số đo của các góc trong tam giác đó.

Nếu biết độ dài của hai cạnh và góc xen giữa chúng, ta có thể tính được độ dài cạnh còn lại của tam giác đó.

Nếu biết độ dài của một cạnh và góc đối diện với cạnh đó, ta có thể tính được độ dài của hai cạnh còn lại của tam giác đó.

Để sử dụng hệ quả định lý hàm cosin, ta cần nắm vững định lý hàm cosin và các hệ quả của định lý này. Sau đó, ta cần xác định xem hệ quả nào phù hợp với bài toán cần giải.

Ứng dụng của định lý cosin trong giải toán

Ứng dụng của định lý cosin trong giải toán

Tính độ dài cạnh tam giác: Định lý cosin cho phép chúng ta tính toán độ dài của một cạnh của tam giác khi biết các độ dài của hai cạnh khác và góc giữa chúng. Điều này rất hữu ích trong hình học và các vấn đề liên quan đến đo đạc.

Tính toán các góc trong tam giác: Định lý cosin cũng cho phép chúng ta tính toán các góc trong tam giác khi biết độ dài của ba cạnh. Điều này có thể hữu ích trong việc xác định hình dạng và hướng của tam giác.

Xác định tích vô hướng: Định lý cosin cũng được sử dụng trong việc tính toán tích vô hướng của hai vectơ trong không gian Euclid. Điều này có ứng dụng rộng rãi trong đại số tuyến tính và trong các lĩnh vực như vật lý và công nghệ.

Giải quyết các vấn đề vận động: Trong vật lý và kỹ thuật, định lý cosin được sử dụng để giải quyết các vấn đề liên quan đến chuyển động và lực tác động lên các đối tượng. Nó giúp tính toán các thành phần của lực hoặc vận tốc trong các hướng khác nhau.

Ứng dụng trong thiết kế và xây dựng: Định lý cosin cũng được sử dụng trong các ứng dụng thiết kế và xây dựng, chẳng hạn như xác định các lực căng trong các cấu trúc như cầu, tòa nhà, và thiết bị kỹ thuật.

Xác định khoảng cách giữa các điểm: Định lý cosin có thể được sử dụng để tính khoảng cách giữa các điểm trong không gian dựa trên tọa độ của chúng.

Bài tập định lý cosin

Bài 1:
Cho tam giác DEF, biết DE=13cm, DF=20cm, E=120. Tính cạnh EFEF.

Bài 2:
Một tam giác MNP có MN=12m, NP=18m, M=60. Tính độ dài cạnh MPMP.

Bài 3:
Tính khoảng cách giữa hai điểm AA và BB ở hai bên bờ hồ. Biết từ điểm C, C cách A và B lần lượt 500m và 600m, góc giữa hai đoạn CA và CB là 70∘.

Bài 4:
Cho tam giác ABC, biết AB=25cm,AC=30cm,A=40AB = 25 \, \text{cm}, AC = 30 \, \text{cm}, \angle A = 40^\circ. Tính các góc và cạnh còn lại của tam giác.

Hướng dẫn giải

Bài 1:
Sử dụng định lí côsin:

EF2=DE2+DF22DEDFcosEEF^2 = DE^2 + DF^2 - 2 \cdot DE \cdot DF \cdot \cos E

EF2=132+20221320cos120EF^2 = 13^2 + 20^2 - 2 \cdot 13 \cdot 20 \cdot \cos 120^\circ

 EF2=169+400+520=1089EF^2 = 169 + 400 + 520 = 1089

EF=1089=33cmEF = \sqrt{1089} = 33 \, \text{cm}

Đáp án: EF=33cmEF = 33 \, \text{cm}

Bài 2:
Sử dụng định lí côsin:

MP2=MN2+NP22MNNPcosMMP^2 = MN^2 + NP^2 - 2 \cdot MN \cdot NP \cdot \cos M

 MP2=122+18221218cos60MP^2 = 12^2 + 18^2 - 2 \cdot 12 \cdot 18 \cdot \cos 60^\circ

 MP2=144+324216=252MP^2 = 144 + 324 - 216 = 252

MP=25215,9mMP = \sqrt{252} \approx 15,9 \, \text{m}.

Đáp án: MP15,9mMP \approx 15,9 \, \text{m}.

Bài 3:
Sử dụng định lí côsin:

AB2=AC2+BC22ACBCcosCAB^2 = AC^2 + BC^2 - 2 \cdot AC \cdot BC \cdot \cos C

 AB2=5002+60022500600cos70AB^2 = 500^2 + 600^2 - 2 \cdot 500 \cdot 600 \cdot \cos 70^\circ

AB2250000+3600004080000,342AB^2 \approx 250000 + 360000 - 408000 \cdot 0,342

AB2250000+360000139536=470464AB^2 \approx 250000 + 360000 - 139536 = 470464

AB470464686mAB \approx \sqrt{470464} \approx 686 \, \text{m}

Đáp án: AB686mAB \approx 686 \, \text{m}.

Bài 4:

Tính BC:

BC2=AB2+AC22ABACcosABC^2 = AB^2 + AC^2 - 2 \cdot AB \cdot AC \cdot \cos A

BC2=252+30222530cos40BC^2 = 25^2 + 30^2 - 2 \cdot 25 \cdot 30 \cdot \cos 40^\circ

BC19,1cmBC \approx 19,1 \, \text{cm}.

Tính các góc B, C:

Sử dụng hệ quả của định lí côsin:

cosB=AC2+BC2AB22ACBC\cos B = \frac{AC^2 + BC^2 - AB^2}{2 \cdot AC \cdot BC}

cosB0,77\cos B \approx 0,77, suy ra B39\angle B \approx 39^\circ
C=180AB=101\angle C = 180^\circ - \angle A - \angle B = 101^\circ

Đáp án:
BC19,1cmBC \approx 19,1 \, \text{cm}B39\angle B \approx 39^\circC101\angle C \approx 101^\circ

Xem thêm:

Tổng hợp lí thuyết về bất đẳng thức Cosi

Tổng hợp kiến thức về bất đẳng thức Bunhiacopxki


Trên đây là các công thức định lý cosin thường gặp và nâng cao. Học là Giỏi mong rằng, nó sẽ gợi ý cho các bạn cách hệ thống kiến thức sáng tạo và đẹp theo cách của riêng mình, biến các công thức khô khan trở nên sinh động hơn, từ đó giúp chúng mình nhớ và áp dụng giải được các bài tập trong chương trình toán phổ thông nhé.

Chủ đề:

Đăng ký học thử ngay hôm nay

Để con học sớm - Ôn sâu và nhận ưu đãi học phí!

Bài viết liên quan

Tứ giác nội tiếp là gì? Tính chất của tứ giác nội tiếp
schedule

Thứ ba, 26/11/2024 09:39 AM

Tứ giác nội tiếp là gì? Tính chất của tứ giác nội tiếp

Tứ giác nội tiếp là một trong những khái niệm quan trọng trong hình học lớp 9, đặc biệt khi tìm hiểu về các mối quan hệ giữa các điểm và đường tròn. Hãy cùng gia sư online Học là Giỏi khám phá tứ giác nội tiếp này là gì và chúng có các tính chất như thế nào nhé.

Khám phá lý thuyết về cung chứa góc toán 9
schedule

Thứ ba, 26/11/2024 04:35 AM

Khám phá lý thuyết về cung chứa góc toán 9

Khái niệm cung chứa góc ở trong toán lớp 9 đóng vai trò quan trọng khi tìm hiểu các tính chất và bài toán liên quan đến hình tròn. Cùng gia sư online Học là Giỏi đi sâu vào khái niệm và tính chất về cung chứa góc của đường tròn nhé.

Tìm hiểu góc có đỉnh ở bên trong đường tròn, bên ngoài đường tròn
schedule

Thứ hai, 25/11/2024 09:30 AM

Tìm hiểu góc có đỉnh ở bên trong đường tròn, bên ngoài đường tròn

Góc có đỉnh nằm bên trong đường tròn hoặc bên ngoài đường tròn mang đến những đặc điểm và tính chất riêng. Việc tìm hiểu về các loại góc này hỗ trợ rất nhiều trong việc giải quyết các bài toán hình học phức tạp. Hãy cùng gia sư online Học là Giỏi khám phá những khái niệm và định lý về góc có đỉnh nằm bên trong và bên ngoài đường tròn nhé.

Chinh phục kiến thức về góc nội tiếp
schedule

Thứ sáu, 22/11/2024 09:18 AM

Chinh phục kiến thức về góc nội tiếp

Trong hình tròn, góc nội tiếp là một chủ đề cơ bản khi chúng có nhiều tính chất cần lưu ý trong hình học phẳng. Đây là khái niệm giúp chúng ta hiểu thêm các định lý liên quan đến đường tròn. Cùng gia sư online Học là Giỏi tìm hiểu về góc nội tiếp có gì đặc biệt và những nội dung quan trọng trong bài học này nhé.

Khám phá mối liên hệ giữa cung và dây
schedule

Thứ ba, 19/11/2024 10:06 AM

Khám phá mối liên hệ giữa cung và dây

Mối liên hệ giữa cung và dây cung của đường tròn là chủ đề quan trọng trong chương trình hình học lớp 9. Dù chúng ta đã quá quen thuộc với hình ảnh những đường tròn, ít ai biết rằng cung và dây cung tạo sự liên kết mật thiết trong hình tròn. Hãy cùng gia sư online Học là Giỏi tìm hiểu rõ mối quan hệ này có gì đặc biệt nhé.

Tổng hợp kiến thức vị trí tương đối của hai đường tròn
schedule

Thứ hai, 18/11/2024 10:07 AM

Tổng hợp kiến thức vị trí tương đối của hai đường tròn

Vị trí tương đối của hai đường tròn là kiến thức quan trọng để xét các tính chất của 2 đường tròn này có mối quan hệ gì với nhau. Hãy cùng gia sư online Học là Giỏi khám phá các trường hợp cơ bản về vị trí tương đối của hai đường tròn này nhé.

message.svg zalo.png