Giải SGK Toán 8 trang 55 Kết nối tri thức tập 1

Bài 3.4 trang 55 SGK Toán 8 tập 1 - Kết nối tri thức

Hình thang trong Hình 3.23 có là hình thang cân không? Vì sao

Lời giải:

Để hình thang ABCD là hình thang cân thì \(\widehat A = \widehat B = {120^o};\widehat C = \widehat D = {80^o}\)

Suy ra \(\widehat A + \widehat B + \widehat C + \widehat D\)=120°+120°+80°+80°=400°>360°(không thỏa mãn định lí tổng bốn góc trong một tứ giác).

Khi đó, ABCD không phải là tứ giác.

Do đó ABCD cũng không phải là hình thang cân.

Bài 3.5 trang 55 SGK Toán 8 tập 1 - Kết nối tri thức

Cho hình thang ABCD (AB // CD). Kẻ đường thẳng vuông góc với AC tại C và đường thẳng vuông góc với BD tại D, hai đường thẳng này cắt nhau tại E. Chứng minh rằng nếu EC = ED thì hình thang ABCD là hình thang cân.

Lời giải:

Gọi O là giao điểm của AC và BD.

Xét ∆DOE và ∆COE có:

\(\widehat {O{\rm{D}}E} = \widehat {OC{\rm{E}}} = {90^o}\) (vì OD ⊥ DE; OC ⊥ CE)

EC = ED (giả thiết)

Cạnh OE chung

Do đó ∆DOE = ∆COE (cạnh huyền – cạnh góc vuông).

Suy ra OC = OD (hai cạnh tương ứng).

Do đó tam giác OCD cân tại O nên \(\widehat {{C_1}} = \widehat {{D_1}}\)

Vì ABCD là hình thang nên AB // CD suy ra \(\widehat {{A_1}} = \widehat {{C_1}};\widehat {{B_1}} = \widehat {{D_1}}\) (cặp góc so le trong).

Do đó \(\widehat {{A_1}} = \widehat {{B_1}}\) (vì \(\widehat {{C_1}} = \widehat {{D_1}}\))

Suy ra tam giác OAB cân tại O nên OA = OB.

Xét ∆OAD và ∆OBC có:

OA = OB (chứng minh trên)

\(\widehat {AO{\rm{D}}} = \widehat {BOC}\)(hai góc đối đỉnh)

OC = OD (chứng minh trên)

Do đó ∆OAD = ∆OBC (c.g.c)

Suy ra \(\widehat {{C_2}} = \widehat {{D_2}}\) (hai góc tương ứng).

Ta có \(\widehat {A{\rm{D}}C} = \widehat {{D_1}} + \widehat {{D_2}};\widehat {BC{\rm{D}}} = \widehat {{C_1}} + \widehat {{C_2}}\)

Mà \(\widehat {{C_1}} = \widehat {{D_1}};\widehat {{C_2}} = \widehat {{D_2}}\) nên \(\widehat {A{\rm{D}}C} = \widehat {BC{\rm{D}}}\)

Hình thang ABCD có \(\widehat {A{\rm{D}}C} = \widehat {BC{\rm{D}}}\) nên ABCD là hình thang cân.

Bài 3.6 trang 55 SGK Toán 8 tập 1 - Kết nối tri thức

Vẽ hình thang cân ABCD (AB // CD) biết đáy lớn CD dài 4 cm, cạnh bên dài 2 cm và đường chéo dài 3 cm.

Lời giải:

Cách vẽ hình thang cân ABCD có đáy lớn CD dài 4 cm, cạnh bên dài 2 cm và đường chéo dài 3 cm:

- Vẽ cạnh CD = 4 cm.

- Dùng compa vẽ hai đường tròn (D; 2 cm) và (C; 3 cm). Hai đường tròn này cắt nhau tại điểm A.

- Dùng compa vẽ hai đường tròn (C; 3 cm) và (D; 2 cm). Hai đường tròn này cắt nhau tại điểm B.

- Nối AB, AD, BC ta được hình thang ABCD (như hình vẽ).

Bài 3.7 trang 55 SGK Toán 8 tập 1 - Kết nối tri thức

Hai tia phân giác của hai góc A, B của hình thang cân ABCD (AB // CD) cắt nhau tại điểm E trên cạnh đáy CD. Chứng minh rằng EC = ED.

Lời giải:

Vì ABCD là hình thang cân nên \(\widehat {DAB} = \widehat {ABC};\widehat C = \widehat D;A{\rm{D}} = BC\)

Theo đề bài, ta có AE, BE lần lượt là tia phân giác của \(\widehat {BA{\rm{D}}}\) và \(\widehat {ABC}\)

Suy ra \(\widehat {{A_1}} = \widehat {{A_2}};\widehat {{B_1}} = \widehat {{B_2}}\)

Mà \(\widehat {DAB} = \widehat {ABC}\) nên \(\widehat {{A_1}} = \widehat {{A_2}} = \widehat {{B_1}} = \widehat {{B_2}}\)

Xét ∆ADE và ∆BCE có:

\(\widehat {{A_2}} = \widehat {{B_2}}\) (chứng minh trên)

AD = BC (chứng minh trên)

\(\widehat {{D}} = \widehat {{C}}\) (chứng minh trên)

Do đó ∆ADE = ∆BCE (g.c.g).

Suy ra EC = ED (hai cạnh tương ứng).

Bài 3.8 trang 55 SGK Toán 8 tập 1 - Kết nối tri thức

Hình thang cân ABCD (AB // CD, AB < CD) có các đường thẳng AD, BC cắt nhau tại I, các đường thẳng AC, BD cắt nhau tại J. Chứng minh rằng đường thẳng IJ là đường trung trực của đoạn thẳng AB.

Lời giải:

Gọi O là giao điểm của AB và IJ.

Vì ABCD là hình thang cân nên \(\widehat {BA{\rm{D}}} = \widehat {ABC};\widehat {A{\rm{D}}C} = \widehat {BC{\rm{D}}};A{\rm{D}} = BC\)

Tam giác ICD cân tại I (vì \(\widehat {A{\rm{D}}C} = \widehat {BC{\rm{D}}}\)) nên IC = ID.

Vì \(\widehat {A{\rm{D}}C} = \widehat {BC{\rm{D}}};\widehat {AB{\rm{D}}} = \widehat {BC{\rm{D}}}\)nên \(\widehat {J{\rm{D}}C} = \widehat {JC{\rm{D}}}\)

Tam giác JCD cân tại J (vì \(\widehat {J{\rm{D}}C} = \widehat {JC{\rm{D}}}\) ) nên JC = JD.

Xét ∆IJD và ∆IJC có:

IC = ID (chứng minh trên);

\(\widehat {A{\rm{D}}C} = \widehat {BC{\rm{D}}}\) (chứng minh trên);

JC = JD (chứng minh trên).

Do đó ∆IJD = ∆IJC (c.g.c).

Suy ra \(\widehat {D{\rm{IJ}}} = \widehat {C{\rm{IJ}}}\) (hai góc tương ứng).

Ta có ID = IC, AD = BC.

Mà ID = AI + AD; IC = IB + BC nên IA = IB.

Tam giác IAB cân tại I (vì IA = IB) có IO là tia phân giác \(\widehat {AIB}\)

Suy ra IO là đường trung trực của đoạn thẳng AB.

Vậy đường thẳng IJ là đường trung trực của đoạn thẳng AB.

Sachbaitap.com