Cho tam giác ABC có AB = 4, AC = 6, ∠BAC = 60° . Tính (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị)

Giải sách bài tập Toán 10 Bài tập cuối chương 4 trang 106, 107, 108

Bài 72 trang 107 SBT Toán 10 Tập 1: Cho tam giác ABC có AB = 4, AC = 6, $\widehat{BAC}=60°$. Tính (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị):

a) Độ dài cạnh BC và độ lớn góc B;

b) Bán kính đường tròn ngoại tiếp R;

c) Diện tích của tam giác ABC;

d) Độ dài đường cao xuất phát từ A;

e) $\overrightarrow{AB}.\overrightarrow{AC},\overrightarrow{AM}.\overrightarrow{AC}$ với M là trung điểm của BC.

Lời giải:

a) Độ dài cạnh BC và độ lớn góc B;

Xét tam giác ABC, có:

BC² = AB² + AC² – 2AB.AC.cos $\widehat{BAC}$

 = 4² + 6² – 2.4.6.cos60°

 = 4² + 6² – 24

= 28

⇔ BC = $\sqrt{28}$.

Áp dụng định lí sin trong tam giác ABC ta được:

$\frac{BC}{\sin A}=\frac{AC}{\sin B}$

⇔ $\sin B=\frac{6.\sin 60°}{\sqrt{28}}\approx 0,98$

⇔  $\widehat{B}\approx 79°$.

Vậy BC = $\sqrt{28}$ và $\widehat{B}\approx 79°$ .

b) Áp dụng định lí sin trong tam giác, ta có:

$\frac{BC}{\sin A}=2R$

⇔ $R=\frac{BC}{2\sin A}=\frac{\sqrt{28}}{2\sin 60°}\approx 3$.

Vậy bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC là 3.

c) Áp dụng công thức tính diện tích tam giác, ta được:

 $S_{\Delta ABC}=\frac{1}{2}AB.AC.\sin \widehat{BAC}=\frac{1}{2}\mathrm{.4.6.}\sin 60°=6\sqrt{3}$ (đvdt)

Vậy diện tích của tam giác ABC là $6\sqrt{3}$ (đvdt).

d) Gọi AH là đường cao của tam giác kẻ từ đỉnh A

Ngoài ra diện tích tam giác ABC là:

$S_{\Delta ABC}=\frac{1}{2}BC.AH=\frac{1}{2}.\sqrt{28}.AH$

Theo ý c) ta tính được diện tích tam giác là $6\sqrt{3}$

Do đó ta có: $\frac{1}{2}.\sqrt{28}.AH=6\sqrt{3}$

⇔ $AH=\frac{2.6\sqrt{3}}{\sqrt{28}}\approx 4$

Vậy độ dài đường cao xuất phát từ A là 4.

e) Ta có:

$\overrightarrow{AB}.\overrightarrow{AC}=\left|\overrightarrow{AB}\right|.\left|\overrightarrow{AC}\right|.\cos \left(\overrightarrow{AB},\overrightarrow{AC}\right)=\mathrm{4.6.}\cos 60°=12.$

Vì M là trung điểm của BC nên $\overrightarrow{AM}=\frac{1}{2}\left(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}\right)$

Khi đó:

$$\begin{gathered} \overrightarrow{AM}.\overrightarrow{AC}=\frac{1}{2}\left(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}\right).\overrightarrow{AC}=\frac{1}{2}\overrightarrow{AB}.\overrightarrow{AC}+\frac{1}{2}.{\overrightarrow{AC}}^2 \\ =\frac{1}{2}.12+\frac{1}{2}{.6}^2=24 \end{gathered}$$.

Vậy  $\overrightarrow{AB}.\overrightarrow{AC}=12$ và $\overrightarrow{AM}.\overrightarrow{AC}=24$.