Hình chữ nhật là gì? Nhận biết hình chữ nhật? Các tính chất của một hình chữ nhật là gì? Ví dụ về hình chữ nhật? Bài tập ứng dụng?
1. Thế nào là hình chữ nhật?
Định nghĩa: Hình chữ nhật là hình học quen thuộc, chúng ta dễ dàng bắt gặp những đồ vật có dạng hình chữ nhật. Hình chữ nhật là một tứ giác đặc biệt có bốn góc vuông.
Tứ giác ABCD là hình chữ nhật
2. Nhận dạng hình chữ nhật:
Tứ giác có ba góc vuông là hình chữ nhật. Vì tổng các góc của một tứ giác bằng 180 độ nên khi một tứ giác có 3 góc vuông ta dễ dàng suy ra góc còn lại cũng bằng 90 độ. Vì tứ giác có 4 góc 90 độ nên ta có thể kết luận đó là hình chữ nhật.
Hình thang cân có một góc vuông là hình chữ nhật. Điều này chúng ta cũng có thể dễ dàng suy ra từ tính chất của hình thang cân.
Hình bình hành có một góc vuông là hình chữ nhật.
Hình bình hành có hai đường chéo bằng nhau là hình chữ nhật.
3. Tính chất của hình chữ nhật:
Hình chữ nhật có tất cả các tính chất của hình bình hành và hình thang cân
Trong một hình chữ nhật có hai đường chéo bằng nhau và cắt nhau tại trung điểm của mỗi đường chéo. Hình chữ nhật có các cạnh đối song song và bằng nhau.
4. Ví dụ về hình chữ nhật:
Ví dụ 1: Tìm độ dài đường trung tuyến cạnh huyền của một tam giác vuông có các cạnh là 7 cm và 24 cm.
Câu trả lời gợi ý:
Gọi a là độ dài cạnh huyền của tam giác vuông.
Theo định lý Pitago ta có:
Một2 = 72 + 242 = 625
một = 25cm
⇒ Độ dài đường trung tuyến đến cạnh huyền bằng: = = 12,5 (cm).
Ví dụ 2:
Cho ABCD là hình bình hành. Các tia phân giác của các góc A, B, C, D cắt nhau như hình 91. Chứng minh EFGH là hình chữ nhật.
Câu trả lời gợi ý:
Giả sử ABCD là hình bình hành, AD//BC, AB//CD
Bởi vì (hai góc trong cùng phía phụ nhau)
Vì AG là tia phân giác (giả thiết)
(tính chất của tia phân giác)
Vì BG là tia phân giác (giả thiết)
Vì thế:
Coi như Có:
Áp dụng định lý tổng ba góc trong một tam giác vào tam giác AGB, ta có:
AB//DC Mũi tên phải mũ rộng {DAB} + mũ rộng {ADC}= {180^0}
(hai góc trong cùng phía phụ nhau) mũ rộng {ADC}
Rightarrow widehat {ADH}=widehat {EDC} = dfrac{1}{2}widehat {ADC}
(tính chất của tia phân giác)
widehat {DAH} + widehat {ADH} = dfrac{1}{2}left( {widehat {DAB} + widehat {ADC}} phải) = dfrac{1}{2}{.180^0} = {90^ 0}
Rightarrowwidehat {AHD} =180^0- (widehat {DAH} + widehat {ADH} )=180^0-{90^0}=90^0 AHbot HD
mũ rộng {EHG}=90^0 (**)
Chứng minh tương tự: mũ rộng {DCB} + mũ rộng {ADC}= {180^0}
(hai góc trong cùng phía phụ nhau) widehat{ECD}=dfrac{1}2widehat {DCB}
(do CE là tia phân giác của góc DCB)
widehat {EDC} + widehat {ECD} = dfrac{1}{2}left( {widehat {ADC} + widehat {DCB}} right) = dfrac{1}{2}{.180^0} = {90^ 0}
mũ rộng {EDC} + mũ rộng {ECD} + mũ rộng {DEC} = {180^0}
Rightarrowwidehat {DEC} =180^0- (widehat {EDC} + widehat {ECD} )=180^0-{90^0}=90^0
mũ rộng {HEF} = {90^0} (***)
Từ
(**) và (***) ta thấy tứ giác EFGH có ba góc vuông nên là hình chữ nhật (dấu hiệu nhận biết hình chữ nhật)
5. Bài tập áp dụng: A. Câu đố
Bài 1:
Chọn câu trả lời đúng nhất trong các phương án sau?
A. Hình chữ nhật là tứ giác có bốn cạnh bằng nhau.
B. Hình chữ nhật là tứ giác có bốn góc vuông.
C. Hình chữ nhật là tứ giác có hai góc vuông. D. Các phương án trên đều không đúng.
Bài 2:
Tìm lỗi sai trong các câu sau
A. Trong hình chữ nhật có hai đường chéo bằng nhau.
B. Trong một hình chữ nhật, hai đường chéo cắt nhau tại trung điểm của mỗi đường chéo.
C. Trong hình chữ nhật, hai cạnh kề bằng nhau. D. Trong hình chữ nhật, giao điểm của hai đường chéo là tâm hình chữ nhật
Bài 3:
Dấu hiệu nào sau đây không đúng?
A. Hình bình hành có hai đường chéo cắt nhau tại trung điểm của mỗi đường là hình chữ nhật.
B. Tứ giác có ba góc vuông là hình chữ nhật.
C. Hình thang cân có một góc vuông là hình chữ nhật. D. Hình bình hành có hai đường chéo bằng nhau là hình chữ nhật.
Bài 4:
Khoanh tròn câu trả lời sai
A. Trong một tam giác vuông, đường trung tuyến bằng cạnh huyền và bằng nửa cạnh huyền.
B. Trong một tam giác, đường trung tuyến bằng một cạnh và bằng nửa cạnh thì tam giác đó là tam giác vuông.
C. Trong một tam giác vuông, đường trung bình của cạnh góc vuông không bằng cạnh đó. D. Trong một tam giác vuông, đường trung tuyến của cạnh huyền vuông góc với cạnh huyền.
Bài 5:
Hình chữ nhật có các kích thước lần lượt là 5 cm và 12 cm. Độ dài đường chéo của hình chữ nhật là bao nhiêu?
MỘT.17 cm
B. 13cm
C. 119cm
D. 12cm
B. Tự luận
Bài 1:
Cho tứ giác ABCD. Gọi M,N,P,Q lần lượt là trung điểm của các cạnh AB, BC, CD, DA. Chứng minh MNPQ là hình bình hành.
Tứ giác ABCD cần điều kiện gì thì MNPQ là hình chữ nhật.
Bài 2:
Cho tứ giác ABCD. Gọi O là giao điểm của hai đường chéo (không vuông góc), I, K lần lượt là trung điểm của BC, CD. Gọi M, N lần lượt là điểm đối xứng của điểm O qua các tâm I, K.
a) Chứng minh tứ giác BMND là hình bình hành.
b) Hai đường chéo AC và BD với điều kiện gì thì tứ giác BMND là hình chữ nhật.
c) Chứng minh 3 điểm M, C, N thẳng hàng.
Bài 3:
Cho tam giác ABC, các trung tuyến BM và CN cắt nhau tại G. Gọi P là điểm đối xứng của điểm M qua B. Gọi Q là điểm đối xứng của điểm N qua G.
a/ Tứ giác MNPQ là hình gì? Tại sao?
b/ Nếu ABC cân tại A thì tứ giác MNPQ là hình gì? Tại sao?
bài 4
Cho tam giác ABC, các trung tuyến BM và CN cắt nhau tại G. Gọi P là điểm đối xứng của điểm M qua B. Gọi Q là điểm đối xứng của điểm N qua G.
a) Tứ giác MNPQ là hình gì? Tại sao? b) Nếu ABC cân tại A thì tứ giác MNPQ là hình gì? Tại sao?
Bài 5.
Cho tam giác ABC, đường cao AH. Gọi I là trung điểm của AC, E là điểm đối xứng với H qua I. Gọi M, N lần lượt là trung điểm của HC, CE. Các đường thẳng AM, AN cắt HE tại G, K.
a) Chứng minh tứ giác AHCE là hình chữ nhật. b) Chứng minh HG = GK = KE.
Bài 6. Cho tứ giác ABCD có hai đường chéo vuông góc với nhau. Gọi E, F, G, H lần lượt là trung điểm của các cạnh AB, BC, CD, DA. Tứ giác EFGH là hình gì?
Bài 7.
Cho tam giác ABC vuông tại A. Về phía ngoài của tam giác ABC, vẽ hai tam giác vuông ADB (DA = DB) và ACE (EA = EC). Gọi M là trung điểm của BC, I là giao điểm của DM với AB, K là giao điểm của EM với AC. Chứng minh:
a) Ba điểm D, A, E thẳng hàng.
b) Tứ giác IAKM là hình chữ nhật. c) Tam giác DME là tam giác vuông cân.
Bài 8.
Cho hình thang cân ABCD (AB // CD, AB < CD). Gọi M, N, P, Q lần lượt là trung điểm của các đoạn thẳng AD, BD, AC, BC.
a) Chứng minh bốn điểm M, N, P, Q thẳng hàng.
b) Chứng minh tứ giác ABPN là hình thang cân. c) Tìm hệ thức giữa AB và CD để ABPN là hình chữ nhật.
Bài 9.
Cho tam giác ABC. Gọi O là một điểm nằm trong tam giác, M, N, P, Q lần lượt là trung điểm của các đoạn thẳng OB, OC, AC, AB.
a) Chứng minh tứ giác MNPQ là hình bình hành. b) Xác định vị trí của điểm O để tứ giác MNPQ là hình chữ nhật.
Bài 10.
Cho tam giác ABC vuông cân tại C. Trên các cạnh AC, BC lần lượt lấy các điểm P, Q sao cho AP = CQ. Từ điểm P vẽ PM song song với BC (M Î AB).
a) Chứng minh tứ giác PCQM là hình chữ nhật. b) Gọi I là trung điểm của PQ. Chứng minh rằng khi P di động trên cạnh AC, Q di động trên cạnh BC thì điểm I di động trên một đoạn thẳng cố định.
Bài 11.
Cho hình chữ nhật ABCD. Nối C với điểm E bất kỳ trên đường chéo BD. Trên tia đối của EC lấy điểm F sao cho EF = EC. Vẽ FH, FK lần lượt vuông góc với AB, AD. Chứng minh rằng:
a) Tứ giác AHFK là hình chữ nhật.
b) AF song song với BD và KH song song với AC. c) Ba điểm E, H, K thẳng hàng.
Bài 12.
Cho tam giác ABC và H là trực tâm. Gọi M, N, P lần lượt là trung điểm của các cạnh AB, BC, CA; D, E, F lần lượt là trung điểm của các đoạn HA, HB, HC.
a) Chứng minh các tứ giác MNFD và MEFP là hình chữ nhật. b) Để các đoạn thẳng MD, ME và DP bằng nhau thì ABC phải là tam giác gì?