Toán 9 Chân trời sáng tạo Bài 1: Đường tròn

Giải Toán 9 Chân trời sáng tạo Bài 1: Đường tròn hướng dẫn giải chi tiết cho các câu hỏi và bài tập trong SGK Toán 9 Chân trời sáng tạo tập 1 trang 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82.

Giải Toán 9 trang 75

Khám phá 1 trang 75 Toán 9 Tập 1 CTST

Mở một chiếc compa sao cho hai đầu compa cách nhau một khoảng R cho trước. Tì đầu nhọn của compa lên một điểm O cố định trên tờ giấy, xoay compa để đầu bút M của compa vạch trên giấy một đường cong. Nêu nhận xét về các khoảng cách từ một điểm M tuỳ ý trên đường cong vừa vẽ đến điểm O.

Hướng dẫn giải

Giải Toán 9 trang 76

Khám phá 2 trang 76 Toán 9 Tập 1 CTST

a) Cho đường tròn (O; R).

i) Lấy điểm A nằm trên đường tròn. Vẽ đường thẳng AO cắt đường tròn tại điểm A’ khác A. Giải thích tại sao O là trung điểm của đoạn thẳng AA’.

ii) Lấy điểm B khác A thuộc đường tròn (O; R). Tìm điểm B’ sao cho O là trung điểm của đoạn thẳng BB’. Điểm B’ có thuộc đường tròn (O; R) không? Giải thích.

b) Cho đường tròn (O; R), d là đường thẳng đi qua tâm O. Lấy điểm M nằm trên đường tròn. Vẽ điểm M’ sao cho d là đường trung trực của đoạn thẳng MM’ (khi M thuộc d thì lấy M’ trùng với M). Điểm M’ có thuộc đường tròn (O; R) không? Giải thích.

Hướng dẫn giải

a)

i) Vì hai điểm A, A’ cùng nằm trên đường tròn (O; R) nên OA = OA’ = R.

Mà điểm O nằm giữa hai điểm A và A’ nên O là trung điểm của AA’.

ii) Vì O là trung điểm của BB’ nên OB = OB’ (tính chất trung điểm một đoạn thẳng).

Lại có điểm B thuộc đường tròn (O; R) nên OB = R. Do đó OB’ = R.

Vậy điểm B’ thuộc đường tròn (O; R).

b) Nối OM, OM’.

⦁ Trường hợp 1: Điểm M thuộc d thì điểm M’ trùng điểm M.

Mà điểm M thuộc đường tròn (O; R) nên điểm M’ thuộc đường tròn (O; R).

⦁ Trường hợp 1: Điểm M không thuộc d.

Vì đường trung trực d của đoạn thẳng MM’ đi qua điểm O nên O cách đều hai đầu mút hay OM = OM’.

Mà điểm M thuộc đường tròn (O; R) nên OM = R, do đó OM’ = R.

Vậy điểm M’ thuộc đường tròn (O; R).

Giải Toán 9 trang 77

Thực hành 1 trang 77 Toán 9 Tập 1 CTST

Xác định tâm đối xứng và trục đối xứng của bánh xe trong Hình 7. Giải thích cách làm.

Hướng dẫn giải

⦁ Tâm đối xứng O của bánh xe là trục của bánh xe (hình vẽ);

⦁ Trục đối xứng của bánh xe là là các nan vành của bánh xe (hình vẽ).

Vận dụng 1 trang 77 Toán 9 Tập 1 CTST

Nêu cách chia một cái bánh có dạng hình tròn tâm O (Hình 8) thành hai phần bằng nhau.

Hướng dẫn giải

Vì mọi đường thẳng đi qua tâm của đường tròn đều là trục đối xứng của nó, nên ta sẽ chia bánh thành hai phần bằng nhau bằng cách cắt qua tâm O của chiếc bánh (hình vẽ).

Khám phá 3 trang 77 Toán 9 Tập 1 CTST

Trên đường tròn (O; R), lấy bốn điểm A, B, M, N sao cho AB đi qua O và MN không đi qua O (Hình 9).

a) Tính độ dài đoạn thẳng AB theo R.

b) So sánh độ dài của MN và OM + ON. Từ đó, so sánh độ dài của MN và AB.

Hướng dẫn giải

a) Vì hai điểm A, B cùng nằm trên đường tròn (O; R) nên OA = OB = R.

Mà AB đi qua O hay O nằm giữa A, B nên AB = OA + OB = R + R = 2R.

Vậy AB = 2R.

b) Xét ∆OMN có: OM + ON > MN (bất đẳng thức trong tam giác). (1)

Ta có hai điểm M, N cùng nằm trên đường tròn (O; R) nên OM = ON = R.

Do đó từ (1) ta có R + R > MN hay 2R > MN.

Mà AB = 2R (câu a) nên AB > MN.

Giải Toán 9 trang 78

Thực hành 2 trang 78 Toán 9 Tập 1 CTST

Cho đường tròn (I) có các dây cung AB, CD, EF. Cho biết AB và CD đi qua tâm I, EF không đi qua I (Hình 11). Hãy so sánh độ dài AB, CD, EF.

Hướng dẫn giải

Trong đường tròn (I), AB và CD là đường kính đi qua tâm I, EF là dây cung không đi qua I.

Do đó AB = CD và EF < AB, EF < CD.

Vậy EF < AB = CD.

Vận dụng 2 trang 78 Toán 9 Tập 1 CTST

Bạn Mai căng ba đoạn chỉ AB, CD, EF có độ dài lần lượt là 16 cm, 14 cm và 20 cm trên một khung thêu hình tròn bán kính 10 cm (Hình 12). Trong ba dây trên, dây nào đi qua tâm của đường tròn? Giải thích.

Hướng dẫn giải

Gọi (O; R) là đường tròn có bán kính 10 cm.

Ta có EF = 20 cm = 2 . 10 cm = 2R.

Do đó, trong ba dây AB, CD và EF thì có dây EF đi qua tâm của đường tròn.

Giải Toán 9 trang 82

Bài 1 trang 82 Toán 9 Tập 1 CTST

Cho đường tròn (O), bán kính 5 cm và bốn điểm A, B, C, D thoả mãn OA = 3 cm, OB = 4 cm, OC = 7 cm, OD = 5 cm. Hãy cho biết mỗi điểm A, B, C, D nằm trong, nằm trên hay nằm ngoài đường tròn (O).

Hướng dẫn giải

Với R = 5 cm, ta có:

⦁ 3 < 5 hay OA < R nên điểm A nằm trong đường tròn;

⦁ 4 < 5 hay OB < R nên điểm B nằm trong đường tròn;

⦁ 7 > 5 hay OC > R nên điểm C nằm ngoài đường tròn;

⦁ 5 = 5 hay OD = R nên điểm D nằm trên đường tròn.

Bài 2 trang 82 Toán 9 Tập 1 CTST

Cho hình chữ nhật ABCD có AD = 18 cm và CD = 12 cm. Chứng minh rằng bốn điểm A, B, C, D cùng thuộc một đường tròn. Tính bán kính của đường tròn đó.

Bài 3 trang 82 Toán 9 Tập 1 CTST

Cho tam giác ABC có hai đường cao BB’ và CC’. Gọi O là trung điểm của BC.

a) Chứng minh đường tròn tâm O bán kính OB’ đi qua B, C, C’.

b) So sánh độ dài hai đoạn thẳng BC và B’C’.

Bài 4 trang 82 Toán 9 Tập 1 CTST

Cho tứ giác ABCD có B^=D^=90°.

a) Chứng minh bốn điểm A, B, C, D cùng nằm trên một đường tròn.

b) So sánh độ dài của AC và BD.

Bài 5 trang 82 Toán 9 Tập 1 CTST

Cho hai đường tròn (O; 2 cm) và (A; 2 cm) cắt nhau tại C, D, điểm A nằm trên đường tròn tâm O (Hình 20).

a) Vẽ đường tròn (C; 2 cm).

b) Đường tròn (C; 2 cm) có đi qua hai điểm O và A không? Vì sao?

Hướng dẫn giải

a) Mở một chiếc compa sao cho hai đầu compa cách nhau một khoảng bằng 2 cm. Đặt đầu nhọn của compa lên điểm C, xoay compa để đầu bút của compa vạch trên giấy một đường tròn, ta được đường tròn (C; 2 cm).

b) Vì C là giao điểm của hai đường tròn (O; 2 cm) và (A; 2 cm) nên C nằm trên cả hai đường tròn, do đó OC = 2 cm và CA = 2 cm.

Suy ra hai điểm O, A cùng nằm trên đường tròn (C; 2 cm).

Vậy đường tròn (C; 2 cm) đi qua hai điểm O và A.

Bài 6 trang 82 Toán 9 Tập 1 CTST

Cho hai đường tròn (A; 6 cm) và (B; 4 cm) cắt nhau tại C và D, AB = 8 cm. Gọi K, I lần lượt là giao điểm của hai đường tròn đã cho với đoạn thẳng AB (Hình 21).

a) Tính độ dài của các đoạn thẳng CA, CB, DA và DB.

b) Điểm I có phải là trung điểm của đoạn thẳng AB không?

c) Tính độ dài của đoạn thẳng IK.

Hướng dẫn giải

a) Vì hai đường tròn (A; 6 cm) và (B; 4 cm) cắt nhau tại C và D nên C, D cùng nằm trên hai đường tròn (A; 6 cm) và (B; 4 cm), do đó AC = AD = 6 cm và BC = BD = 4 cm.

b) Do I là giao điểm của đường tròn (B; 4 cm) với đoạn thẳng AB nên I nằm giữa hai điểm A, B và I nằm trên đường tròn (B; 4 cm), do đó BI = 4 cm.

Vì I nằm giữa hai điểm A, B nên ta có: AI + IB = AB

Suy ra AI = AB – IB = 8 – 4 = 4 (cm).

Ta có I nằm giữa hai điểm A, B và AI = BI nên I là trung điểm của đoạn thẳng AB.

c) Do K là giao điểm của đường tròn (A; 6 cm) với đoạn thẳng AB nên K nằm trên đường tròn (A; 6 cm), do đó AK = 6 cm.

Ta có AI < AK (4 cm < 6 cm) nên I nằm giữa hai điểm A, K.

Do đó AI + IK = AK

Suy ra IK = AK – AI = 6 – 4 = 2 (cm).

Vậy IK = 2 cm.

Bài 7 trang 82 Toán 9 Tập 1 CTST

Xác định vị trí tương đối của (O; R) và (O’; R’) trong mỗi trường hợp sau:

a) OO’ = 18; R = 10; R’ = 6;

b) OO’ = 2; R = 9; R’ = 3;

c) OO’ = 13; R = 8; R’ = 5;

d) OO’ = 17; R = 15; R’ = 4.

Hướng dẫn giải

a) Ta có 18 > 10 + 6 nên OO’ > R + R’, suy ra hai đường tròn (O; R) và (O’; R’) ở ngoài nhau.

b) Ta có 2 < 9 – 3 nên OO’ < R – R’, suy ra đường tròn (O; R) đựng đường tròn (O’; R’).

c) Ta có 13 = 8 + 5 nên OO’ = R + R’, suy ra hai đường tròn (O; R) và (O’; R’) tiếp xúc ngoài.

d) Ta có 15 – 4 < 17 < 15 + 4 nên R – R’ < OO’ = R + R’, suy ra hai đường tròn (O; R) và (O’; R’) cắt nhau.