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

Tìm hiểu đường tròn nội tiếp tam giác và cách xác định tâm đường tròn

schedule.svg

Thứ sáu, 15/11/2024 03:53 AM

Tác giả: Admin Hoclagioi

Tâm đường tròn nội tiếp tam giác là kiến thức về một đường tròn nằm khép kín trong tam giác mà bạn sẽ được học trong chương trình toán lớp 9. Hãy cùng gia sư online Học là Giỏi tìm hiểu xem đường tròn nội tiếp tam giác là gì và cách xác định tâm đường tròn nội tiếp tam giác nhé!

Mục lục [Ẩn]

Khái niệm đường tròn nội tiếp tam giác

Khái Niệm Đường Tròn Nội Tiếp Tam Giác

Đường tròn nội tiếp tam giác là một đường tròn nằm hoàn toàn bên trong tam giác và tiếp xúc với cả ba cạnh của nó. Nó còn được gọi bằng cách khác là đường tròn được tam giác ngoại tiếp, do đặc điểm đường tròn này luôn tiếp xúc từ bên trong với mỗi cạnh của tam giác.

Tính chất của đường tròn nội tiếp tam giác

- Mỗi tam giác chỉ có một đường tròn nội tiếp duy nhất.

- Bán kính của đường tròn nội tiếp tam giác bằng khoảng cách từ tâm của nó đến ba cạnh của tam giác.

- Trong một tam giác đều, tâm của đường tròn nội tiếp trùng với tâm của đường tròn ngoại tiếp.

- Tâm của đường tròn nội tiếp, còn gọi là “tâm nội tiếp”, luôn nằm trên điểm giao của ba đường phân giác trong tam giác.

Cách xác định tâm đường tròn nội tiếp tam giác

Để tìm đường tròn tâm I nội tiếp trong tam giác MNP, bạn có thể làm theo các bước sau:

Bước 1: Vẽ ba đường phân giác trong của tam giác MNP, ký hiệu lần lượt là MD, NE, và PF.

Bước 2: Xác định điểm I là giao điểm của ba đường phân giác trong tam giác MNP.

Bước 3: Từ tâm I, kẻ ba đường vuông góc đến ba cạnh MN, MP, và NP của tam giác MNP. Điểm I, giao của ba đường phân giác, chính là tâm của đường tròn nội tiếp tam giác.

Bước 4: Vẽ đường tròn tâm I với bán kính bằng khoảng cách từ I đến các điểm tiếp xúc ID = IE = IF.

Cách xác định tâm đường tròn nội tiếp tam giác

Trong quá trình xác định đường tròn nội tiếp, cần chú ý đến một số trường hợp đặc biệt như: đường tròn nội tiếp của tam giác vuông, tam giác cân, và tam giác đều, vì mỗi loại tam giác này có một đặc điểm khác biệt khi xét về tâm và bán kính của đường tròn nội tiếp.

Ứng dụng đường tròn nội tiếp tam giác

Đường tròn nội tiếp tam giác giúp chúng ta giải quyết rất nhiều vấn đề trong các bài toán hình học mặt phẳng. Vậy, đường tròn nội tiếp này giúp chúng ta như thế nào trong từng trường hợp? Cùng tìm hiểu nhé!

Tính diện tích tam giác

Một trong những ứng dụng đầu tiên và phổ biến của đường tròn nội tiếp chính là tính diện tích tam giác. Nếu chúng ta biết bán kính của đường tròn nội tiếp và nửa chu vi của tam giác, diện tích tam giác đó.

Giải các bài toán hình học phẳng

Với việc bán kính của đường tròn nội tiếp bằng khoảng cách từ tâm đến các cạnh của tam giác, chúng ta có thể ứng dụng điều này để giải quyết nhiều bài toán yêu cầu tính toán hay chứng minh.

Ngoài ra, trong các bài toán yêu cầu tìm điểm giao của các đường phân giác, đường tròn nội tiếp cũng đóng vai trò quan trọng. Tâm của đường tròn nội tiếp, chính là giao điểm của ba đường phân giác trong tam giác, giúp xác định và giải quyết các yêu cầu hình học phẳng.

Chứng minh các tính chất hình học

Cuối cùng, đường tròn nội tiếp giúp chứng minh nhiều tính chất hình học quan trọng. Chẳng hạn, khi cần chứng minh rằng ba đoạn thẳng nào đó có độ dài bằng nhau hoặc hai góc bằng nhau, đường tròn nội tiếp có thể giúp chúng ta suy luận và đối chiếu các tính chất dễ dàng hơn.

Đặc biệt, trong các tam giác cân hoặc tam giác đều, nơi mà tâm của đường tròn nội tiếp và đường tròn ngoại tiếp trùng nhau, điều này có thể giúp chúng ta chứng minh thêm những đặc điểm đối xứng và đồng dạng.

Bài tập đường tròn nội tiếp tam giác

Để nắm rõ kiến thức cơ bản trên thì phải luyện tập thường xuyên với các dạng bài tập. Dưới đây là các dạng cơ bản và nâng cao mà bạn có thể tham khảo.

Bài tập cơ bản

Bài 1: Cho tam giác đều ABC nội tiếp trong đường tròn tâm O với bán kính AO=3cm. Ta cần tìm diện tích của tam giác ABC.

Cho tam giác đều ABC nội tiếp trong đường tròn tâm O với bán kính AO=3cm. Ta cần tìm diện tích của tam giác ABC.

Giải

Do tam giác ABC là tam giác đều, nên tâm O của đường tròn ngoại tiếp cũng là trọng tâm và là tâm của tam giác đó. Bán kính đường tròn ngoại tiếp cho tam giác đều là:

AO=33BCAO = \frac{\sqrt{3}}{3} BC

Với AO=3cm, ta có:

33BC=3\frac{\sqrt{3}}{3} BC = 3

Suy ra:

BC=33cmBC = 3\sqrt{3} \, \text{cm}

Gọi H là điểm giao của đường cao AH với cạnh BC. Vì ABC là tam giác đều, nên AH vừa là trung trực, trung tuyến, đồng thời cũng là đường cao của tam giác.

Ta có:

AO=23AHAO = \frac{2}{3} AH

Do đó:

AH=32AO=32×3=4.5cmAH = \frac{3}{2} AO = \frac{3}{2} \times 3 = 4.5 \, \text{cm}

Diện tích của tam giác ABC được tính như sau:

S=12×AH×BC=12×4.5×33=2734cm2S = \frac{1}{2} \times AH \times BC = \frac{1}{2} \times 4.5 \times 3\sqrt{3} = \frac{27\sqrt{3}}{4} \, \text{cm}^2

Kết luận: Diện tích của tam giác ABC là 2734cm2\frac{27\sqrt{3}}{4} \, \text{cm}^2.

Bài 2: Cho tam giác đều ABC có trọng tâm G.

a) Giải thích vì sao G cũng là tâm của đường tròn nội tiếp tam giác ABC.

b) Từ đó, giải thích vì sao bán kính đường tròn nội tiếp tam giác ABC bằng một nửa bán kính của đường tròn ngoại tiếp và bằng 36BC\frac{\sqrt{3}}{6} BC.

Cho tam giác đều ABC có trọng tâm G.

Giải

a) Vì tam giác ABC đều, nên ba đường trung tuyến của tam giác cũng đồng thời là các đường phân giác. Điều này có nghĩa là trọng tâm G, vốn là giao điểm của ba đường trung tuyến, cũng là giao điểm của ba đường phân giác trong tam giác. Do đó, G là tâm của đường tròn nội tiếp tam giác ABC.

b) Trong tam giác đều ABC, ba đường trung tuyến cũng đồng thời là ba đường trung trực. Vì vậy, trọng tâm G của tam giác cũng là tâm của đường tròn ngoại tiếp.

Gọi M là trung điểm của cạnh BC. Khi đó, các đoạn GM và GB lần lượt là bán kính của đường tròn nội tiếp và đường tròn ngoại tiếp của tam giác ABC.

Vì tam giác ABC đều và BG là đường phân giác của góc ABC, ta có:

GBM^=12ABC^=12×60=30.

Do M là trung điểm của BC, ta có:

BM=12BC.BM = \frac{1}{2} BC.

Xét tam giác vuông GBM vuông tại M:

Tính GM theo GB:

GM=GB×sinGBM^=GB×sin30=12GB.

Tính GM theo BC:

GM=BM×tanGBM=12BC×tan30=12BC×33=36BC.GM = BM \times \tan \angle GBM = \frac{1}{2} BC \times \tan 30^\circ = \frac{1}{2} BC \times \frac{\sqrt{3}}{3} = \frac{\sqrt{3}}{6} BC.

Vậy bán kính của đường tròn nội tiếp tam giác ABC bằng một nửa bán kính của đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC và bằng 36BC\frac{\sqrt{3}}{6} BC.

Bài tập nâng cao

Bài 3: Chứng minh rằng BAH^=OAC^ trong tam giác ABC nội tiếp đường tròn (O), với H là trực tâm của tam giác.

Chứng minh rằng   B  A  H  ^  =  O  A  C  ^   trong tam giác ABC nội tiếp đường tròn (O), với H là trực tâm của tam giác.

Giải

Vì OA=OB (đều là bán kính của đường tròn ngoại tiếp (O) của tam giác ABC), tam giác OAC là tam giác cân tại O. Do đó, ta có:

OAC^=OCA^ (do tính chất tam giác cân).

Mặt khác, trong tam giác OAC, ta có tổng ba góc:

OAC^+OCA^+AOC^=180.

Từ đây, suy ra:

2OAC^+AOC^=180,

nên:

OAC^=90AOC^2. (1)

Gọi K là giao điểm của AH với BC, thì AK là đường cao của tam giác ABC.

Xét tam giác vuông ABK (vuông tại K), ta có:

ABK^+BAK^=90.

Suy ra:

BAK^=90ABK^,

hay:

BAH^=90ABC^. (2)

Trong đường tròn (O), các góc ABC^ và AOC^ lần lượt là góc nội tiếp và góc ở tâm cùng chắn cung AC, nên:

ABC^=12AOC^. (3)

Từ (2) và (3), ta suy ra:

BAH^=90AOC^2. (4)

Cuối cùng, từ (1) và (4), ta có:

BAH^=OAC^.

Kết luận: Ta đã chứng minh được rằng BAH^=OAC^

Xem thêm: 

Nắm trọn kiến thức về tính chất 2 tiếp tuyến cắt nhau

Khám phá vị trí tương đối của đường thẳng và đường tròn

Kết luận

Thông qua bài viết này, chúng ta đã nắm rõ được những kiến thức về tâm đường tròn nội tiếp tam giác, cách xác định tâm đường tròn và có thể áp dụng vào các bài toán hình học nâng cao. Trung tâm gia sư online Học là Giỏi hy vọng rằng bạn đã hiểu được lý thuyết và sẵn sàng xử lí với các bài toán khó hơn trong tương lai về đường tròn này 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

Cách so sánh phân số chính xác và dễ hiểu cho học sinh
schedule

Thứ năm, 3/7/2025 09:37 AM

Cách so sánh phân số chính xác và dễ hiểu cho học sinh

Trong chương trình toán tiểu học, so sánh phân số là kỹ năng nền tảng giúp học sinh nhận biết trong các đơn vị chia không đều. Trong bài viết này, Học là Giỏi sẽ đồng hành cùng bạn khám phá các phương pháp so sánh phân số cùng với những bài tập ứng dụng đa dạng để bạn luyện tập hiệu quả và tự tin hơn khi làm bài nhé.

Phân số bằng nhau là gì? Cách nhận biết đơn giản nhất
schedule

Thứ năm, 3/7/2025 03:24 AM

Phân số bằng nhau là gì? Cách nhận biết đơn giản nhất

Trong chương trình Toán lớp 4, phân số bằng nhau là một trong những nội dung quan trọng giúp học sinh hiểu sâu hơn về mối quan hệ giữa các phần. Học là Giỏi sẽ cùng bạn tìm hiểu chi tiết kiến thức về dạng phân số này trong bài viết dưới đây nhé.

Tử số và mẫu số là gì? Kiến thức nền tảng về phân số
schedule

Thứ tư, 2/7/2025 03:40 AM

Tử số và mẫu số là gì? Kiến thức nền tảng về phân số

Khi học về phân số, chắc hẳn bạn đã từng thắc mắc: Tử số và mẫu số là gì? Đây là khái niệm xuất hiện thường xuyên trong chương trình Toán tiểu học. Học là Giỏi sẽ cung cấp chi tiết kiến thức trong bài viết sau giúp bạn hiểu rõ tử số và mẫu số trong toán học nhé.

Các phương pháp quy đồng mẫu số các phân số
schedule

Thứ ba, 1/7/2025 08:07 AM

Các phương pháp quy đồng mẫu số các phân số

Trong chương trình toán tiểu học, phân số luôn là phần kiến thức khiến nhiều học sinh cảm thấy khó tiếp cận. Đặc biệt, việc quy đồng mẫu số thường gây nhầm lẫn nếu không được hướng dẫn cụ thể. Học là Giỏi sẽ giúp bạn giải đáp tất cả những thắc mắc về quy đồng mẫu số các phân số một cách dễ hiểu và chi tiết.

Đáp án, đề thi môn Toán vào 10 tỉnh Lâm Đồng 2025
schedule

Thứ ba, 17/6/2025 04:12 AM

Đáp án, đề thi môn Toán vào 10 tỉnh Lâm Đồng 2025

Học là Giỏi tổng hợp trọn bộ đáp án, đề thi môn Toán vào 10 tỉnh Lâm Đồng 2025 nhằm hỗ trợ học sinh thuận tiện trong việc so sánh kết quả và tự đánh giá năng lực làm bài.

Đáp án, đề thi môn Toán THPT Quốc gia 2025
schedule

Thứ sáu, 13/6/2025 07:11 AM

Đáp án, đề thi môn Toán THPT Quốc gia 2025

Bài viết cập nhật nhanh chóng và chính xác đề thi cùng đáp án giúp thí sinh so sánh kết quả và định hướng các nguyện vọng phù hợp. Học là Giỏi cung cấp đề thi chính thức môn Toán THPT Quốc gia 2025 được thi vào chiều ngày 26/06/2025 kèm đáp án chi tiết từng mã đề, hỗ trợ thí sinh tra cứu dễ dàng và tiện lợi.

message.svg zalo.png