Ưu đãi 50% Tặng Sổ tay 9+ Toán Cấp 2!
100%
Chương IV: Tam giác bằng nhau

Bài 14: Trường hợp bằng nhau thứ hai và thứ ba của tam giác

5 người đã học
Slide Giáo Viên

Bài 14: Trường hợp bằng nhau thứ hai và thứ ba của tam giác

Bài 14: Trường hợp bằng nhau thứ hai (c.g.c) và thứ ba (g.c.g) của tam giác - Lý thuyết, ví dụ, luyện tập, vận dụng và bài tập SGK

Chương IV: Tam giác bằng nhau

BÀI 14: TRƯỜNG HỢP BẰNG NHAU THỨ HAI VÀ THỨ BA CỦA TAM GIÁC

Khám phá hai trường hợp bằng nhau cực kì quan trọng: cạnh - góc - cạnh (c.g.c) và góc - cạnh - góc (g.c.g), giúp nhận biết và chứng minh hai tam giác bằng nhau một cách nhanh chóng, chính xác.

Banner Bài 14
Khái niệm, thuật ngữ
  • Góc xen giữa hai cạnh
  • Góc kề với cạnh
Kiến thức, kĩ năng
  • Giải thích hai tam giác bằng nhau theo các trường hợp cạnh - góc - cạnh (c.g.c) và góc - cạnh - góc (g.c.g).
  • Lập luận và chứng minh hình học trong những trường hợp đơn giản.

Tình huống mở đầu

Trong thực tế, nhiều khi ta không thể đo được hết các cạnh của hai tam giác để khẳng định được chúng có bằng nhau hay không. Khi đó, có cách nào khác giúp ta biết được điều đó?

1

TRƯỜNG HỢP BẰNG NHAU THỨ HAI CỦA TAM GIÁC: CẠNH - GÓC - CẠNH (C.G.C)

HĐ1 Vẽ tam giác biết hai cạnh và góc xen giữa

Vẽ $\widehat{xAy} = 60^\circ$. Lấy điểm $B$ trên tia $Ax$ và điểm $C$ trên tia $Ay$ sao cho: $AB = 4\text{ cm}, AC = 3\text{ cm}$. Nối điểm $B$ với điểm $C$ ta được tam giác $ABC$ (H.4.27). Dùng thước thẳng có vạch chia đo độ dài cạnh $BC$ của tam giác $ABC$.

Hình 4.27
Xem lời giải chi tiết

• Dùng thước chia vạch đo độ dài cạnh $BC$, ta được: $BC \approx 3{,}6\text{ cm}$.

HĐ2 So sánh hai tam giác

Vẽ thêm tam giác $A'B'C'$ với $\widehat{B'A'C'} = 60^\circ$, $A'B' = 4\text{ cm}$ và $A'C' = 3\text{ cm}$ (H.4.28). Dùng thước thẳng có vạch chia hoặc compa để so sánh độ dài các cạnh tương ứng của hai tam giác $ABC$ và $A'B'C'$.

Hình 4.28
  • Hai tam giác $ABC$ và $A'B'C'$ có bằng nhau không?
  • Độ dài các cạnh $BC$ và $B'C'$ của hai tam giác em vừa vẽ có bằng các cạnh $BC$ và $B'C'$ của hai tam giác các bạn khác vẽ không?
  • Hai tam giác em vừa vẽ có bằng hai tam giác mà các bạn khác vẽ không?
Xem lời giải chi tiết

• Dùng thước hoặc compa so sánh: $AB = A'B' = 4\text{ cm}$, $AC = A'C' = 3\text{ cm}$, $BC = B'C' \approx 3{,}6\text{ cm}$.

• Do ba cặp cạnh tương ứng bằng nhau nên $\triangle ABC = \triangle A'B'C'$ (theo trường hợp c.c.c).

• Độ dài các cạnh $BC$ và $B'C'$ đều bằng nhau ở tất cả các hình vẽ chuẩn của các bạn, và các tam giác đó đều bằng nhau.

Trong tam giác $ABC$ (H.4.27), góc $BAC$ (hay đơn giản là góc $A$) được gọi là góc xen giữa hai cạnh $AB$ và $AC$ của tam giác $ABC$.

Định lí: Trường hợp bằng nhau cạnh - góc - cạnh (c.g.c)

Nếu hai cạnh và góc xen giữa của tam giác này bằng hai cạnh và góc xen giữa của tam giác kia thì hai tam giác đó bằng nhau.

? Trong Hình 4.29, hai tam giác nào bằng nhau?
Hình 4.29
Xem lời giải chi tiết

• Trong $\triangle ABC$: góc $A$ là góc xen giữa hai cạnh $AB$ (1 vạch) và $AC$ (2 vạch).

• Trong $\triangle MNP$: góc $M$ là góc xen giữa hai cạnh $MN$ (1 vạch) và $MP$ (2 vạch).

• Trong $\triangle DFE$: góc $D$ có kí hiệu góc nhưng không xen giữa hai cạnh có vạch bằng nhau ($EF$ và $DF$).

• Trong $\triangle KHG$: góc $G$ không xen giữa hai cạnh có vạch bằng nhau ($HK$ và $HG$).

Kết luận: Hai tam giác bằng nhau là $\triangle ABC$ và $\triangle NMP$ (hoặc viết $\triangle ABC = \triangle NMP$) theo trường hợp cạnh - góc - cạnh (c.g.c).

Ví dụ 1 Chứng minh hai tam giác bằng nhau theo trường hợp c.g.c

Xét hai tam giác $ABC$ và $ADC$ như Hình 4.30. Ta có:

  • $AB = AD$;
  • $\widehat{BAC} = \widehat{DAC}$;
  • $AC$ là cạnh chung.

Vậy $\triangle ABC = \triangle ADC$ (c.g.c).

Hình 4.30
Luyện tập 1 Hai tam giác $ABC$ và $MNP$ trong Hình 4.31 có bằng nhau không? Vì sao?
Hình 4.31
Xem lời giải chi tiết

• Trong tam giác $MNP$, tổng ba góc bằng $180^\circ$, do đó:

$$\widehat{M} = 180^\circ - \widehat{N} - \widehat{P} = 180^\circ - 50^\circ - 70^\circ = 60^\circ$$

• Xét $\triangle ABC$ và $\triangle MNP$, ta có:

  • $AB = MN$ (cùng có 2 vạch);
  • $\widehat{A} = \widehat{M} = 60^\circ$;
  • $AC = MP$ (cùng có 1 vạch).

• Do đó, $\triangle ABC = \triangle MNP$ (c.g.c).

Vận dụng Bài toán ứng dụng tam giác bằng nhau

Cho Hình 4.32, biết $\widehat{OAB} = \widehat{ODC}$, $OA = OD$ và $AB = CD$. Chứng minh rằng:

a) $AC = DB$;

b) $\triangle OAC = \triangle ODB$.

Hình 4.32
Xem lời giải chi tiết

a) Chứng minh $AC = DB$:

Ta có: $AC = AB + BC$ và $DB = DC + CB = CD + BC$.

Vì theo giả thiết $AB = CD$ nên $AB + BC = CD + BC$, hay $AC = DB$.

b) Chứng minh $\triangle OAC = \triangle ODB$:

Xét hai tam giác $OAC$ và $ODB$, ta có:

  • $OA = OD$ (theo giả thiết);
  • $\widehat{OAC} = \widehat{ODB}$ (vì $\widehat{OAB} = \widehat{ODC}$);
  • $AC = DB$ (theo kết quả câu a).

Vậy $\triangle OAC = \triangle ODB$ (c.g.c).

2

TRƯỜNG HỢP BẰNG NHAU THỨ BA CỦA TAM GIÁC: GÓC - CẠNH - GÓC (G.C.G)

HĐ3 Vẽ tam giác biết một cạnh và hai góc kề

Vẽ đoạn thẳng $BC = 3\text{ cm}$. Vẽ hai tia $Bx$ và $Cy$ sao cho $\widehat{xBC} = 80^\circ$, $\widehat{yCB} = 40^\circ$ như Hình 4.33. Lấy giao điểm $A$ của hai tia $Bx$ và $Cy$, ta được tam giác $ABC$ (H.4.33). Dùng thước thẳng có vạch chia đo độ dài hai cạnh $AB, AC$ của tam giác $ABC$.

Hình 4.33
Xem lời giải chi tiết

• Dùng thước chia vạch đo ta được: $AB \approx 2{,}2\text{ cm}$ và $AC \approx 3{,}4\text{ cm}$.

HĐ4 So sánh hai tam giác

Vẽ thêm tam giác $A'B'C'$ sao cho $B'C' = 3\text{ cm}$, $\widehat{A'B'C'} = 80^\circ$, $\widehat{A'C'B'} = 40^\circ$ (H.4.34). Dùng thước thẳng có vạch chia hoặc compa so sánh độ dài các cạnh của hai tam giác $ABC$ và $A'B'C'$. Hai tam giác $ABC$ và $A'B'C'$ có bằng nhau không?

Hình 4.34
Xem lời giải chi tiết

• So sánh độ dài các cạnh tương ứng: $BC = B'C' = 3\text{ cm}$, $AB = A'B' \approx 2{,}2\text{ cm}$, $AC = A'C' \approx 3{,}4\text{ cm}$.

• Do ba cặp cạnh tương ứng bằng nhau nên $\triangle ABC = \triangle A'B'C'$ (theo trường hợp c.c.c).

Trong tam giác $ABC$ (H.4.33), hai góc $ABC, ACB$ (gọi đơn giản là góc $B$ và góc $C$) được gọi là hai góc kề cạnh $BC$ của tam giác $ABC$.

Định lí: Trường hợp bằng nhau góc - cạnh - góc (g.c.g)

Nếu một cạnh và hai góc kề của tam giác này bằng một cạnh và hai góc kề của tam giác kia thì hai tam giác đó bằng nhau.

? Hai tam giác nào trong Hình 4.35 bằng nhau?
Hình 4.35
Xem lời giải chi tiết

• Xét $\triangle ABC$: Cạnh $BC$ có 1 vạch, hai góc kề là $\widehat{B} = 50^\circ$ và $\widehat{C} = 70^\circ$.

• Xét $\triangle GHK$: Cạnh $GK$ có 1 vạch, $\widehat{K} = 70^\circ$, góc kề còn lại là $\widehat{G} = 180^\circ - 50^\circ - 70^\circ = 60^\circ \neq 50^\circ$.

• Xét $\triangle PMN$: Cạnh $PN$ có 1 vạch, hai góc kề là $\widehat{P} = 70^\circ$ và $\widehat{N} = 50^\circ$.

• Xét $\triangle EFD$: Cạnh $ED$ có 1 vạch, $\widehat{E} = 50^\circ$, góc kề $\widehat{D} = 180^\circ - 70^\circ - 50^\circ = 60^\circ \neq 70^\circ$.

Kết luận: Hai tam giác bằng nhau là $\triangle ABC$ và $\triangle MNP$ (theo trường hợp g.c.g vì $BC = NP$, $\widehat{B} = \widehat{N} = 50^\circ$, $\widehat{C} = \widehat{P} = 70^\circ$).

Ví dụ 2 Chứng minh hai tam giác bằng nhau theo trường hợp g.c.g

Xét hai tam giác $ABC$ và $DEC$ như Hình 4.36. Ta có:

  • $\widehat{BAC} = \widehat{EDC}$ (theo giả thiết);
  • $AC = DC$ (theo giả thiết);
  • $\widehat{BCA} = \widehat{ECD}$ (hai góc đối đỉnh).

Vậy $\triangle ABC = \triangle DEC$ (g.c.g).

Hình 4.36
Luyện tập 2 Chứng minh hai tam giác $ABD$ và $CBD$ trong Hình 4.37 bằng nhau

Quan sát Hình 4.37, chứng minh rằng $\triangle ABD = \triangle CBD$.

Hình 4.37
Xem lời giải chi tiết

Xét hai tam giác $ABD$ và $CBD$, ta có:

  • $\widehat{ABD} = \widehat{CBD}$ (theo kí hiệu trên hình);
  • $BD$ là cạnh chung;
  • $\widehat{ADB} = \widehat{CDB}$ (theo kí hiệu trên hình).

Vậy $\triangle ABD = \triangle CBD$ (g.c.g).

Thử thách nhỏ Trường hợp cạnh - góc kề - góc đối diện

Bạn Lan nói rằng: "Nếu tam giác này có một cạnh cùng một góc kề và góc đối diện tương ứng bằng một cạnh cùng một góc kề và góc đối diện của tam giác kia thì hai tam giác đó bằng nhau" (H.4.38). Theo em bạn Lan nói có đúng không? Vì sao?

Gợi ý của bạn Vuông: "Chỉ cần kiểm tra xem góc còn lại của hai tam giác có bằng nhau không là được."
Hình 4.38
Xem lời giải chi tiết

• Bạn Lan nói đúng.

Giải thích: Giả sử $\triangle ABC$ và $\triangle A'B'C'$ có $AC = A'C'$, $\widehat{A} = \widehat{A'}$ (góc kề $AC$) và $\widehat{B} = \widehat{B'}$ (góc đối diện cạnh $AC$).

• Vì tổng ba góc trong mỗi tam giác đều bằng $180^\circ$, nên:

$$\widehat{C} = 180^\circ - (\widehat{A} + \widehat{B})$$

$$\widehat{C'} = 180^\circ - (\widehat{A'} + \widehat{B'})$$

Do $\widehat{A} = \widehat{A'}$ và $\widehat{B} = \widehat{B'}$ nên $\widehat{C} = \widehat{C'}$.

• Khi đó, xét $\triangle ABC$ và $\triangle A'B'C'$ có:

  • $\widehat{A} = \widehat{A'}$;
  • $AC = A'C'$;
  • $\widehat{C} = \widehat{C'}$.

Vậy $\triangle ABC = \triangle A'B'C'$ (g.c.g).

3

BÀI TẬP SGK TRANG 73

Bài 4.12 Chỉ ra cặp tam giác bằng nhau và giải thích

Trong mỗi hình bên (H.4.39), hãy chỉ ra một cặp tam giác bằng nhau và giải thích vì sao chúng bằng nhau.

Hình 4.39a
Hình 4.39b
Xem lời giải chi tiết

Hình 4.39a:

Xét hai tam giác $ABD$ và $CDB$, ta có:

  • $AB = CD$ (theo giả thiết);
  • $\widehat{ABD} = \widehat{CDB}$ (theo giả thiết);
  • $BD$ là cạnh chung.

Do đó $\triangle ABD = \triangle CDB$ (c.g.c).

Hình 4.39b:

Xét hai tam giác $AOD$ và $COB$, ta có:

  • $OA = OC$ (theo giả thiết);
  • $\widehat{AOD} = \widehat{COB}$ (hai góc đối đỉnh);
  • $OD = OB$ (theo giả thiết).

Do đó $\triangle AOD = \triangle COB$ (c.g.c).

Bài 4.13 Hai đoạn thẳng cắt nhau tại trung điểm mỗi đoạn

Cho hai đoạn thẳng $AC$ và $BD$ cắt nhau tại điểm $O$ sao cho $OA = OC, OB = OD$ như Hình 4.40.

a) Hãy tìm hai cặp tam giác có chung đỉnh $O$ bằng nhau;

b) Chứng minh rằng $\triangle DAB = \triangle BCD$.

Hình 4.40
Xem lời giải chi tiết

a) Hai cặp tam giác có chung đỉnh $O$ bằng nhau:

• Cặp thứ nhất: $\triangle OAB = \triangle OCD$ (c.g.c) vì có $OA = OC$, $\widehat{AOB} = \widehat{COD}$ (đối đỉnh) và $OB = OD$.

• Cặp thứ hai: $\triangle OAD = \triangle OCB$ (c.g.c) vì có $OA = OC$, $\widehat{AOD} = \widehat{COB}$ (đối đỉnh) và $OD = OB$.

b) Chứng minh $\triangle DAB = \triangle BCD$:

• Vì $\triangle OAB = \triangle OCD \implies AB = CD$.

• Vì $\triangle OAD = \triangle OCB \implies AD = BC$.

• Xét hai tam giác $DAB$ và $BCD$, ta có:

  • $DA = BC$;
  • $AB = CD$;
  • $BD$ là cạnh chung.

Vậy $\triangle DAB = \triangle BCD$ (c.c.c).

Bài 4.14 Chứng minh hai tam giác ADE và BCE bằng nhau

Chứng minh rằng hai tam giác $ADE$ và $BCE$ trong Hình 4.41 bằng nhau.

Hình 4.41
Xem lời giải chi tiết

Xét hai tam giác $ADE$ và $BCE$, ta có:

  • $\widehat{DAE} = \widehat{CBE}$ (theo giả thiết);
  • $AE = BE$ (theo giả thiết);
  • $\widehat{AED} = \widehat{BEC}$ (hai góc đối đỉnh).

Do đó $\triangle ADE = \triangle BCE$ (g.c.g).

Bài 4.15 Đoạn thẳng song song và bằng nhau

Cho đoạn thẳng $AB$ song song và bằng đoạn thẳng $CD$ như Hình 4.42. Gọi $E$ là giao điểm của hai đường thẳng $AD$ và $BC$. Hai điểm $G$ và $H$ lần lượt nằm trên $AB$ và $CD$ sao cho $G, E, H$ thẳng hàng. Chứng minh rằng:

a) $\triangle ABE = \triangle DCE$;

b) $EG = EH$.

Hình 4.42
Xem lời giải chi tiết

a) Chứng minh $\triangle ABE = \triangle DCE$:

• Vì $AB \parallel CD$ nên ta có các cặp góc so le trong bằng nhau:

$$\widehat{BAE} = \widehat{CDE}\text{ (hay }\widehat{BAD} = \widehat{CDA}\text{)}$$

$$\widehat{ABE} = \widehat{DCE}\text{ (hay }\widehat{ABC} = \widehat{DCB}\text{)}$$

• Xét hai tam giác $ABE$ và $DCE$, ta có:

  • $\widehat{BAE} = \widehat{CDE}$;
  • $AB = CD$ (theo giả thiết);
  • $\widehat{ABE} = \widehat{DCE}$.

Vậy $\triangle ABE = \triangle DCE$ (g.c.g).

b) Chứng minh $EG = EH$:

• Từ $\triangle ABE = \triangle DCE$, ta suy ra: $AE = DE$ (hai cạnh tương ứng).

• Xét hai tam giác $AGE$ và $DHE$, ta có:

  • $\widehat{GAE} = \widehat{HDE}$ (so le trong do $AB \parallel CD$);
  • $AE = DE$ (chứng minh trên);
  • $\widehat{AEG} = \widehat{DEH}$ (hai góc đối đỉnh).

Do đó $\triangle AGE = \triangle DHE$ (g.c.g).

Suy ra $EG = EH$ (hai cạnh tương ứng).

TỔNG KẾT TRƯỜNG HỢP BẰNG NHAU THỨ HAI & THỨ BA

1. Cạnh - Góc - Cạnh (c.g.c)

Hai cạnh và góc xen giữa của tam giác này bằng hai cạnh và góc xen giữa của tam giác kia $\implies$ Hai tam giác bằng nhau.

2. Góc - Cạnh - Góc (g.c.g)

Một cạnh và hai góc kề của tam giác này bằng một cạnh và hai góc kề của tam giác kia $\implies$ Hai tam giác bằng nhau.