Giải SGK Toán 8 Kết nối tri thức Bài tập cuối chương 3 (trang 74, 75)

A. Trắc nghiệm

Bài 3.39: Trong các khẳng định sau, khẳng định nào đúng?

A. Không có tứ giác nào mà không có góc tù.

B. Nếu tứ giác có ba góc nhọn thì góc còn lại là góc tù.

C. Nếu tứ giác có hai góc tù thì haigóc còn lại phải nhọn.

D. Không có tứ giác nào có ba góc tù.

Đáp án: B

Giải thích:

* Khẳng định A sai vì có xảy ra trường hợp tứ giác mà không có góc tù.

Chẳng hạn như hình chữ nhật có bốn góc vuông, tức là hình chữ nhật không có góc tù.

* Khẳng định B.

Tứ giác có ba góc nhọn thì tổng số đo của ba góc bé hơn: 90o . 3 = 270o.

Khi đó, góc còn lại sẽ lớn hơn: 360o – 270o = 90o.

Do đó, góc còn lại là góc tù nên khẳng định B đúng.

* Khẳng định C sai vì có thể xảy ra trường hợp tứ giác có hai góc tù, một góc vuông và một góc nhọn.

Ví dụ: Tứ giác ABCD có $\hat{A}=100°;\hat{B}=100°;\hat{C}=90°;\hat{D}=70°$ .

* Khẳng định D sai vì có thể xảy ra trường hợp tứ giác có ba góc tù.

Ví dụ: Tứ giác MNPQ có $\hat{M}=100°;\hat{N}=110°;\hat{P}=120°;\hat{Q}=30°$ .

Vậy khẳng định B là đúng.

Bài 3.40: Trong các khẳng định sau, khẳng định nào đúng? Khẳng định nào sai?

a) Tứ giác có hai đường chéo bằng nhau là hình bình hành.

b) Tứ giác có hai cặp cạnh bằng nhau là hình bình hành.

c) Tứ giác có ba góc vuông là hình chữ nhật.

d) Tứ giác có ba cạnh bằng nhau là hình thoi.

Đáp án: C

Giải thích:

• Khẳng định a) sai vì tứ giác có hai đường chéo bằng nhau thì chưa chắc tứ giác đó là hình bình hành.

• Khẳng định b) sai vì tứ giác có hai cặp cạnh đối bằng nhau là hình bình hành, còn tứ giác có hai cặp cạnh bằng nhau thì chưa khẳng định được là hình bình hành.

• Khẳng định c) đúng.

Tứ giác có ba góc vuông thì số đo của góc còn lại là:

360o – 90o . 3 = 90o.

Khi đó, số đo của góc còn lại cũng là góc vuông.

Do đó, tứ giác đã cho có bốn góc vuông nên tứ giác đó là hình chữ nhật.

• Khẳng định d) sai vì tứ giác có bốn cạnh bằng nhau mới là hình thoi.

Vậy khẳng định c) đúng; các khẳng định a), b), d) sai.

Bài 3.41: Trong các khẳng định sau, khẳng định nào đúng? Khẳng định nào sai?

a) Tứ giác có hai đường chéo bằng nhau và hai cạnh đối nào cũng bằng nhau là hình chữ nhật.

b) Tứ giác có hai cạnh đối nào cũng bằng nhau là hình bình hành.

c) Tứ giác có hai cạnh song song và hai đường chéo bằng nhau là hình thang cân.

d) Tứ giác có hai cạnh song song và hai cạnh còn lại bằng nhau là hình bình hành.

Lời giải:

a) b) c) Đúng

d) Sai

B. Tự luận

Bài 3.42: Chứng minh rằng nếu tứ giác có hai đường chéo bằng nhau và một cặp cạnh đối bằng nhau thì tứ giác đó là một hình thang cân (H.3.59).

Lời giải:

Gọi O là giao điểm của AC và BD.

Xét ∆ABC và ∆BAD có:

BC = AD (giả thiết)

AC = BD (giả thiết)

Cạnh AB chung

Do đó ∆ABC = ∆BAD (c.c.c)

Suy ra ${\mathrm{ADB^\backslash widehat\{ADB\}ADB}}^{}={\mathrm{ADB^\backslash widehat\{ADB\}BCA}}^{}$ (hai góc tương ứng).

Xét ∆ACD và ∆BDC có:

AD = BC (giả thiết)

AC = BD (giả thiết)

Cạnh CD chung

Do đó ∆ADC = ∆BCD (c.c.c)

Suy ra ${\mathrm{ADB^\backslash widehat\{ADB\}DAC}}^{}={\mathrm{ADB^\backslash widehat\{ADB\}CBD}}^{}$ (hai góc tương ứng).

Xét ∆OAD và ∆OBC có:

${\mathrm{ADB^\backslash widehat\{ADB\}ADB}}^{}={\mathrm{ADB^\backslash widehat\{ADB\}ACB}}^{}$ (chứng minh trên)

AD = BC (giả thiết)

${\mathrm{ADB^\backslash widehat\{ADB\}DAC}}^{}={\mathrm{ADB^\backslash widehat\{ADB\}CBD}}^{}$ (chứng minh trên)

Do đó ∆OAD = ∆OBC (g.c.g).

Suy ra OA = OB; OC = OD (các cặp cạnh tương ứng).

Khi đó, các tam giác OAB, OCD là tam giác cân tại O.

Suy ra ${\mathrm{OAB^\backslash widehat\{OAB\}OAB}}^{}={\mathrm{OBA^\backslash widehat\{OBA\}OBA}}^{};{\mathrm{OCD^\backslash widehat\{OCD\}OCD}}^{}={\mathrm{ODC^\backslash widehat\{ODC\}ODC}}^{}$ .

Xét ∆OAB và ∆OCD cân tại O có:

• ${\mathrm{OBA^\backslash widehat\{OBA\}AOB}}^{}={\mathrm{COD^\backslash widehat\{COD\}COD}}^{}$ (hai góc đối đỉnh)

• ${\mathrm{OAB^\backslash widehat\{OAB\}OAB}}^{}={\mathrm{OAB^\backslash widehat\{OAB\}OAB}}^{};{\mathrm{OCD^\backslash widehat\{OCD\} OCD}}^{}={\mathrm{ODC^\backslash widehat\{ODC\}ODC}}^{}$

• ${\mathrm{OAB^\backslash widehat\{OAB\}OAB}}^{}+{\mathrm{OBA^\backslash widehat\{OBA\}OBA}}^{}+{\mathrm{OBA^\backslash widehat\{OBA\}AOB}}^{}={\mathrm{OCD^\backslash widehat\{OCD\}OCD}}^{}+ODC^\backslash widehat\{ODC\}ODC+{\mathrm{COD^\backslash widehat\{COD\}COD}}^{}=180°$

${\mathrm{OAB^\backslash widehat\{OAB\}OAB}}^{}+{\mathrm{OBA^\backslash widehat\{OBA\}OBA}}^{}={\mathrm{OCD^\backslash widehat\{OCD\}OCD}}^{}+{\mathrm{ODC^\backslash widehat\{ODC\}ODC}}^{}$

$2{\mathrm{OAB^\backslash widehat\{OAB\}OAB}}^{}=2{\mathrm{OCD^\backslash widehat\{OCD\}OCD}}^{}$

Suy ra ${\mathrm{OBA^\backslash widehat\{OBA\}OAB}}^{}={\mathrm{OCD^\backslash widehat\{OCD\}OCD}}^{}$ mà hai góc này ở vị trí so le trong.

Do đó AB // CD.

Tứ giác ABCD có AB // CD nên ABCD là hình thang.

Hình thang ABCD có hai đường chéo AC = BD.

Do đó tứ giác ABCD là hình thang cân.

Vậy nếu tứ giác có hai đường chéo bằng nhau và một cặp cạnh đối bằng nhau thì tứ giác đó là một hình thang cân.

Bài 3.43: Cho hình bình hành ABCD. Lấy điểm P trên tia AB sao cho AP = 2AB.

a) Tứ giác BPCD có phải là hình bình hành không? Tại sao?

b) Khi tam giác ABD vuông cân tại A, hãy tính số đo các góc của tứ giác BPCD.

Lời giải:

Bài 3.44: Cho tam giác ABC vuông tại A. Gọi M là trung điểm của BC còn P, N lần lượt là chân đường vuông góc hạ từ M xuống CA, AB (H.3.60).

a) Chứng minh hai tam giác vuông CMP và MBN bằng nhau.

b) Chứng minh tứ giác APMN là một hình chữ nhật.

Từ đó suy ra N là trung điểm của AB, P là trung điểm của AC.

c) Lấy điểm Q sao cho P là trung điểm của MQ, chứng minh tứ giác AMCQ là một hình thoi.

d) Nếu AB = AC, tức là tam giác ABC vuông cân tại A thì tứ giác AMCQ có là hình vuông không? Vì sao?

Lời giải:

a) Theo đề bài, AC ⊥ MP; AC ⊥ AB.

Suy ra MP // AB nên MP // BN.

Do đó ${\mathrm{CMP^\backslash widehat\{CMP\}CMP}}^{}={\mathrm{CMP^\backslash widehat\{CMP\}CBA}}^{}$ (hai góc đồng vị).

Ta có P, N lần lượt là chân đường vuông góc hạ từ M xuống CA, AB

Nên ${\mathrm{MPC^\backslash widehat\{MPC\}MPC}}^{}={\mathrm{CMP^\backslash widehat\{CMP\}BMN}}^{}=90°$ .

Xét ∆CMP và ∆MBN có:

${\mathrm{MPC^\backslash widehat\{MPC\}MPC}}^{}={\mathrm{CMP^\backslash widehat\{CMP\}BMN}}^{}=90°$

BM = CM (vì M là trung điểm của BC)

${\mathrm{CMP^\backslash widehat\{CMP\}CMP}}^{}={\mathrm{CMP^\backslash widehat\{CMP\}CBA}}^{}$ (chứng minh trên)

Do đó ∆CMP = ∆MBN (g.c.g).

b) Ta có ${\mathrm{PAN^\backslash widehat\{PAN\}PAN}}^{}+{\mathrm{APM^\backslash widehat\{APM\}APM}}^{}+{\mathrm{PMN^\backslash widehat\{PMN\}PMN}}^{}+{\mathrm{MNA^\backslash widehat\{MNA\}MNA}}^{}=360°$

$90°+90°+{\mathrm{PMN^\backslash widehat\{PMN\}PMN}}^{}+90°=360°$

${\mathrm{PMN^\backslash widehat\{PMN\}PMN}}^{}+270°=360°$

Suy ra ${\mathrm{PMN^\backslash widehat\{PMN\}PMN}}^{}=360°-270°=90°$ .

Tứ giác APMN có ${\mathrm{PAN^\backslash widehat\{PAN\}PAN}}^{}={\mathrm{APM^\backslash widehat\{APM\}APM}}^{}={\mathrm{PMN^\backslash widehat\{PMN\}PMN}}^{}={\mathrm{MNA^\backslash widehat\{MNA\}MNA}}^{}=90°$ .

Do đó, tứ giác APMN là một hình chữ nhật.

Suy ra MP = AN; AP = MN (các cặp cạnh tương ứng).

Mà MP = BN; CP = MN (vì ∆CMP = ∆MBN).

Do đó AP = CP; AN = BN.

Từ đó ta suy ra N là trung điểm của AB, P là trung điểm của AC.

c) Tứ giác AMCQ có:

MP = PQ (vì P là trung điểm của MQ)

AP = CP (vì P là trung điểm của AC)

Khi đó, tứ giác AMCQ có hai đường chéo AC và MQ cắt nhau tại trung điểm P của mỗi đường nên nó là hình bình hành.

Mà MQ ⊥ AC.

Do đó tứ giác AMCQ là một hình thoi.

d) Tứ giác APMN là một hình chữ nhật nên MP = AN.

Mà P là trung điểm MQ; N là trung điểm của AB.

Suy ra MQ = AB.

Lại có AB = AC (giả thiết) nên MQ = AC.

Tứ giác AMCQ có hai đường chéo AC và MQ bằng nhau, vuông góc với nhau và cắt nhau tại trung điểm P của mỗi đường.

Do đó, tứ giác AMCQ có là hình vuông.

Bài 3.45: Cho tam giác ABC cân tại A; M là một điểm thuộc đường thẳng BC, B ở giữa M và C. Gọi E, K lần lượt là chân đường vuông góc hạ từ M và từ B xuống AC, còn N, D lần lượt là chân đường vuông góc hạ từ B xuống MEvà từ M xuống AB (H.3.61).

Chứng minh rằng:

a) Tứ giác BKEN là hình chữ nhật.

b) BK bằng hiệu khoảng cách từ M đến AC và đến AB (dù M thay đổi trên đường thẳng BC miễn là B nằm giữa M và C) tức là BK = ME – MD.

Lời giải: