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

Tia là gì? Khái niệm cơ bản và tính chất trong hình học
schedule

Thứ năm, 28/8/2025 04:23 AM

Tia là gì? Khái niệm cơ bản và tính chất trong hình học

Trong hình học, một trong những khái niệm mà học sinh cần nắm vững chính là tia. Nhiều bạn thường đặt câu hỏi: tia là gì và cách phân biệt nó với đoạn thẳng hay đường thẳng như thế nào? Học là Giỏi sẽ giúp bạn tìm hiểu chi tiết về tia là gì, các tính chất quan trọng và những bài tập minh họa dễ hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

Đoạn thẳng là gì? Cách tính độ dài đoạn thẳng
schedule

Thứ tư, 27/8/2025 02:03 PM

Đoạn thẳng là gì? Cách tính độ dài đoạn thẳng

Trong chương trình toán học cơ bản, từ những bài toán hình học đầu tiên, học sinh đã được làm quen với đoạn thẳng để nghiên cứu đường thẳng, góc, tam giác hay các hình đa giác phức tạp hơn. Học là Giỏi sẽ giúp bạn hiểu rõ khái niệm, tính chất và các dạng bài tập cũng như nắm bắt được cách tính độ dài đoạn thẳng nhé.

Đường thẳng và những kiến thức nền tảng cần ghi nhớ
schedule

Thứ tư, 27/8/2025 08:20 AM

Đường thẳng và những kiến thức nền tảng cần ghi nhớ

Trong hình học, đường thẳng là một trong những khái niệm cơ bản và xuất hiện nhiều trong các đề thi và bài kiểm tra. Học là Giỏi sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về đặc điểm, ứng dụng và cách giải bài tập liên quan đến đường thẳng thông qua bài viết này nhé.

Hướng dẫn học bảng nhân 6 hiệu quả tại nhà
schedule

Thứ tư, 27/8/2025 03:12 AM

Hướng dẫn học bảng nhân 6 hiệu quả tại nhà

Bảng nhân 6 là một phần không thể thiếu trong bảng cửu chương, thường xuất hiện trong nhiều dạng bài tập và tình huống thực tế. Học là Giỏi sẽ giúp bạn hiểu rõ quy luật, ghi nhớ dễ dàng và thực hành hiệu quả bảng nhân 6.

Tổng hợp công thức tính phương sai và độ lệch chuẩn dễ nhớ
schedule

Thứ ba, 26/8/2025 09:12 AM

Tổng hợp công thức tính phương sai và độ lệch chuẩn dễ nhớ

Trong thống kê và xác suất, cách dữ liệu phân tán quanh giá trị trung bình có ý nghĩa trong học tập cũng như thực tiễn. Hai công thức này thường được sử dụng để đo lường mức độ biến động đó chính là phương sai và độ lệch chuẩn. Học là Giỏi sẽ giúp bạn nắm vững kiến thức cơ bản về phương sai và độ lệch chuẩn, kèm theo bài tập minh họa dễ hiểu.

Tập hợp con là gì? Các trường hợp đặc biệt của tập hợp con
schedule

Thứ hai, 25/8/2025 09:45 AM

Tập hợp con là gì? Các trường hợp đặc biệt của tập hợp con

Khái niệm tập hợp hỗ trợ học sinh làm quen với cách mô tả và phân loại đối tượng trong môn toán cấp 3. Trong đó, tập hợp con là gì luôn là câu hỏi thường gặp bởi đây là kiến thức cơ bản nhưng lại có ứng dụng trong nhiều dạng bài tập. Học là Giỏi sẽ giúp bạn nắm vững khái niệm, tính chất và cách vận dụng tập hợp con một cách rõ ràng, dễ hiểu.

message.svg zalo.png