Giải sách bài tập Toán lớp 10 Bài tập cuối chương 4

A. Trắc nghiệm

Bài 1 trang 80 SBT Toán 10 Tập 1: Khẳng định nào sau đây là đúng?

A. sinα = sin( 180° – α );

B. cosα = cos( 180° – α );

C. tanα = tan( 180° – α );

D. cotα = cot( 180° – α );

Lời giải

Đáp án đúng là A

Ta có sin của hai góc bù nhau thì bằng nhau. Côsin, tan và côtan của hai góc bù nhau thì đối nhau. Vậy khẳng định đúng là A.

Bài 2 trang 80 SBT Toán 10 Tập 1: Trong các khẳng định sau đây, khẳng định nào sai?

A. cos45° = sin45°;

B. cos45° = sin135°;

C. cos30° = sin120°;

D. sin60° = cos120°.

Lời giải

Đáp án đúng là D

cos45° = sin( 90° – 45° ) = sin45°. Khẳng định A đúng.

cos45° = sin( 90° – 45° ) = sin45° = sin ( 180° – 45° ) = sin135°. Khẳng định B đúng.

cos30° = sin ( 90° – 30° ) = sin60° = sin ( 180° – 60° ) = sin120°. Khẳng định C đúng.

Có sin60° = cos30° ≠ cos120°. Khẳng định D sai.

Vậy chọn đáp án D.

Bài 3 trang 80 SBT Toán 10 Tập 1: Bất đẳng thức nào dưới đây là đúng?

A. sin90° < sin150°;

B. sin90°15’ < sin90°30’;

C. cos90°30’ > cos100°;

D. cos150° > cos120°.

Lời giải

Đáp án đúng là C

Ta có:

sin90° = 1 mà sin150° = $\frac{1}{2}$ ⇒ sin90° > sin150°. Vì vậy A sai.

sin90°15’ = 0,99999, sin90°30’ = 0,99996 ⇒ sin90°15’ > sin90°30’. Vì vậy B sai.

cos90°30’ ≈ – 8,72. 10^-3 , cos100° ≈ – 0,17 ⇒ cos90°30’ > cos100°. Vì vậy C đúng.

cos150° = $\frac{-\sqrt{3}}{2}$, cos120° = $\frac{-1}{2}$ ⇒ cos150° < cos120°. Vì vậy D sai.

Chọn đáp án C.

Bài 4 trang 80 SBT Toán 10 Tập 1: Trong các đẳng thức sau đây, đẳng thức nào là đúng?

A. sin150° = $\frac{-\sqrt{3}}{2}$;

B. cos150° = $\frac{\sqrt{3}}{2}$;

C. tan150° = $\frac{-1}{\sqrt{3}}$;

D. cot150° = $\sqrt{3}$.

Lời giải

Đáp án đúng là C

Sử dụng máy tính cầm tay ta tính được

sin150° = $\frac{1}{2}$, cos150° = $\frac{-\sqrt{3}}{2}$, tan150° = $\frac{-1}{\sqrt{3}}$, cot150° = $-\sqrt{3}$.

Vậy khẳng định C đúng.

Bài 5 trang 80 SBT Toán 10 Tập 1: Cho tam giác ABC có BC = a, AC = b, AB = c. Mệnh đề nào sau đây đúng?

A. Nếu b² + c² – a² > 0 thì góc A nhọn;

B. Nếu b² + c² – a² > 0 thì góc A tù;

C. Nếu b² + c² – a² < 0 thì góc A nhọn;

D. Nếu b² + c² – a² < 0 thì góc A vuông.

Lời giải

Đáp án đúng là A

Theo định lí côsin ta có: a² = b² + c² – 2bccosA

Nếu b² + c² – a² > 0 hay b² + c² > a² thì 2bccosA > 0 hay cosA > 0 ( b,c là cạnh tam giác nên b,c > 0 ). Khi đó $\widehat{\text{A}}$ < 90° hay góc A nhọn.

Nếu b² + c² – a² < 0 hay b² + c² < a² thì 2bccosA < 0 hay cosA < 0 ( b,c là cạnh tam giác nên b,c > 0 ). Khi đó $\widehat{\text{A}}$ > 90° hay góc A tù.

Như vậy đáp án đúng là A.

Bài 6 trang 80 SBT Toán 10 Tập 1: Cho tam giác ABC có AB = 4 cm, BC = 7 cm, CA = 9 cm. Giá trị cosA là:

A. $\frac{2}{3}$;

B. $\frac{1}{3}$;

C. $\frac{-2}{3}$;

D. $\frac{1}{2}$.

Lời giải

Đáp án đúng là A

Áp dụng hệ quả định lí côsin ta có:

cosA = $\frac{{\mathrm{AC}}^2+{\text{AB}}^2-{\text{BC}}^2}{2\text{AB.AC}}$ = $\frac{4^2+9^2-7^2}{\mathrm{2.4.9}}$ = $\frac{2}{3}$.

Vậy chọn đáp án A.

Bài 7 trang 80 SBT Toán 10 Tập 1: Cho tam giác ABC có AB = 8 cm, AC = 18 cm và có diện tích bằng 64$c{m}^2$. Giá trị sinA là:

A. $\frac{\sqrt{3}}{2}$;

B. $\frac{3}{8}$;

C. $\frac{4}{5}$;

D. $\frac{8}{9}$.

Lời giải

Đáp án đúng là D

Ta có: S = $\frac{1}{2}$AB.AC. sinA ⇒ sinA = $\frac{2\text{S}}{\text{AB.AC}}$ = $\frac{64.2}{18.8}=\frac{8}{9}$.

Vậy đáp án đúng là D.

Bài 8 trang 80 SBT Toán 10 Tập 1: Cho tam giác ABC vuông cân tại A có AB = AC = 30 cm. Hai đường trung tuyến BF và CE cắt nhau tại G. Diện tích tam giác GFC là:

A. 50 cm²;

B. 50$\sqrt{2}$ cm²;

C. 75 cm²;

D. 15$\sqrt{105}$ cm².

Lời giải

Đáp án đúng là C

Kẻ GH vuông góc với AC.

G là trọng tâm tam giác ABC ⇒ GF = $\frac{1}{3}$BF .

Xét tam giác GFH và tam giác BFA:

$\widehat{\text{GHF}}=\widehat{\text{BAF}}$= 90°

$\widehat{\text{GFH}}=\widehat{\text{BFA}}$(hay chung $\widehat{\text{GFH}}$)

⇒ tam giác GFH và tam giác BFA đồng dạng (g.g)

⇒ $\frac{\text{GH}}{\text{AB}}\text{=}\frac{\text{GF}}{\text{BF}}\text{=}\frac{\text{1}}{\text{3}}$ ( Tính chất hai tam giác đồng dạng)

⇒ GH = 10 cm

Lại có FC = $\frac{1}{2}$AC = 15 cm

⇒ S_GFC = 10.15. $\frac{1}{2}$ = 75 cm²

Vậy đáp án C đúng.

Bài 9 trang 81 SBT Toán 10 Tập 1: Tam giác ABC có diện tích S. Nếu tăng cạnh BC lên 2 lần đồng thời tăng cạnh CA lên 3 lần và giữ nguyên độ lớn của góc C thì khi đó diện tích của tam giác mới được tạo nên bằng:

A. 2S;

B. 3S;

C. 4S;

D. 6S.

Lời giải

Đáp án đúng là D

Diện tích tam giác ABC ban đầu là: S = $\frac{1}{2}$. BC.AC.sinC

Diện tích tam giác ABC lúc sau là: S_s = $\frac{1}{2}$.2BC.3AC.sinC = 6. $\frac{1}{2}$. BC.AC.sinC = 6S.

Vậy đáp án đúng là D.

Bài 10 trang 81 SBT Toán 10 Tập 1: Cho $\widehat{xOy}$ = 30°. Gọi A và B là hai điểm di động lần lượt trên Ox và Oy sao cho AB = 1. Độ dài lớn nhất của đoạn OB bằng:

A. 1,5;

B. $\sqrt{3}$;

C. $2\sqrt{2}$;

D. 2.

Lời giải

Đáp án đúng là D

Theo định lí sin ta có:

$\frac{\text{AB}}{\sin \widehat{\text{O}}}=\frac{\text{OB}}{\sin \widehat{\text{A}}}=\frac{1}{\sin 30°}=2$ 

OB = 2sin$\hat{A}$.

Ta có –1 ≤ sin$\hat{A}$≤ 1 nên OB lớn nhất khi sin$\hat{A}$ = 1 ⟺ $\hat{A}$= 90°.

Khi đó OB = 2. 

Đáp án đúng là D.

B. Tự luận

Bài 1 trang 81 SBT Toán 10 Tập 1: Cho tam giác ABC với ba cạnh a, b, c. Chứng minh rằng:

$\frac{\mathrm{cosA}}{\text{a}}+\frac{\text{cosB}}{\text{b}}+\frac{\text{cosC}}{\text{c}}=\frac{{\text{a}}^{\text{2}}{\text{ + b}}^{\text{2}}{\text{ + c}}^{\text{2}}}{\text{2abc}}$.

Lời giải

Theo định lí côsin: a² = b² + c² – 2bccosA

⇒ cosA = $\frac{{\text{b}}^2+{\text{c}}^2-{\text{a}}^2}{2\text{bc}}$

⇒ $\frac{\text{cosA}}{\text{a}}$ = $\frac{{\text{b}}^2+{\text{c}}^2-{\text{a}}^2}{2a\text{bc}}$.

Tương tự ta có:

$\frac{\text{cosB }}{\text{b}}$ = $\frac{{\text{a}}^2+{\text{c}}^2-{\text{b}}^2}{2\text{abc}}$ và $\frac{\text{cosC}}{\text{c}}$ = $\frac{{\text{a}}^2+{\text{b}}^2-{\text{c}}^2}{2\text{abc}}$

Như vậy: $\frac{\mathrm{cosA}}{\text{a}}+\frac{\text{cosB}}{\text{b}}+\frac{\text{cosC}}{\text{c}}$ = $\frac{{\text{b}}^2+{\text{c}}^2-{\text{a}}^2}{2a\text{bc}}$ + $\frac{{\text{a}}^2+{\text{c}}^2-{\text{b}}^2}{2\text{abc}}$ + $\frac{{\text{a}}^2+{\text{c}}^2-{\text{b}}^2}{2\text{abc}}$

⇒ $\frac{\mathrm{cosA}}{\text{a}}+\frac{\text{cosB}}{\text{b}}+\frac{\text{cosC}}{\text{c}}$$=\frac{{\text{a}}^{\text{2}}{\text{ + b}}^{\text{2}}{\text{ + c}}^{\text{2}}}{\text{2abc}}$. ( ĐPCM ).

Bài 2 trang 81 SBT Toán 10 Tập 1: Cho tam giác ABC. Biết a = 24; b = 36; $\hat{C}={52}^0$. Tính cạnh c và hai góc $\hat{A}, \hat{B}$

Lời giải

Áp dụng định lí côsin ta có:

c² = a² + b² – 2abcos

c² = 24² + 36² – 2.24.36.cos52°

c = $\sqrt{{24}^2+{36}^2–\mathrm{2.24.36.}\text{cos}52°}$

c ≈ 28,43.

Áp dụng định lí sin ta có:

$\frac{\text{a}}{\text{sinA}}=\frac{\text{b}}{\text{sinB}}=\frac{\text{c}}{\text{sinC}}$= $$$\frac{28,43}{\sin 52°}$

⇒ sinA = a : $\frac{28,43}{\sin 52°}$ = 24 : $\frac{28,43}{\sin 52°}$ ≈ 0,665 ⇒ $\hat{A}$≈ 41°40’56’’.

⇒ sinB = b : $\frac{28,43}{\sin 52°}$ = 36 :  $\frac{28,43}{\sin 52°}$≈ 0,998 ⇒ $\hat{B}$ ≈ 86°22’32’’.

Vậy $\hat{A}$≈ 41°40’56’’ và $\hat{B}$ ≈ 86°22’32’’.

Bài 3 trang 81 SBT Toán 10 Tập 1: Từ P và Q thẳng hàng với chân A của tháp hải đăng AB ở trên bờ biển, người ta nhìn chiều cao AB của tháp dưới các góc $\widehat{\text{BPA}}$= 40° và $\widehat{\text{BQA}}$ = 52°. Tính chiều cao của tháp hải đăng đó.

Lời giải

Ta có hình vẽ sau:

Ta có: $\widehat{\text{BPA}}$= 40°, $\widehat{\text{BQA}}$ = 52°, $\widehat{\text{BAP}}$= 90°, PQ = 50 m.

$\widehat{\text{BQP}}$ là góc kề bù với $\widehat{\text{BQA}}$ ⇒ $\widehat{\text{BQP}}$ = 180° – 52° = 128°

Xét tam giác PBQ: $\widehat{\text{PBQ}}\text{}$+ $\widehat{\text{BQP}}\text{}$+ $\widehat{\text{BPQ}}$= 180°

⇒ $\widehat{\text{PBQ}}$= 180° – 128° – 40° = 12°.

Áp dụng định lí sin cho tam giác PBQ ta có:

$\frac{\text{PQ}}{\text{sinB}}\text{ = }\frac{\text{BQ}}{\text{sinP}}$ = $\frac{50}{\sin 12°}$ ⇒ BQ = $\frac{50}{\sin 12°}$. sinP = $\frac{50}{\sin 12°}$.sin40° ≈ 154,58 m.

Xét tam giác ABQ vuông tại A: AB = BQ. sin52° = 154,58. sin52° ≈ 121,81 m.

Vậy chiều cao của tháp hải đăng khoảng 121,81 m.

Bài 4 trang 81 SBT Toán 10 Tập 1: Cho tam giác ABC có $\hat{A}$ = 99°, b = 6, c = 10. Tính:

a) Diện tích tam giác ABC;

b) Bán kính đường tròn ngoại tiếp và bán kính đường tròn nội tiếp tam giác ABC.

Lời giải

a) Diện tích tam giác ABC là:$$$\frac{\text{a}}{\text{sinA}}=2\text{R}$

S = $\frac{1}{2}$.b.c.sin$\hat{A}$= $\frac{1}{2}$.6.10.sin99° ≈ 29,63 (đvdt).

Vậy diện tích tam giác ABC là 29,63 đvdt.

b) Áp dụng định lí côsin ta có:

a² = b² + c² – 2bccosA

a² = 6² + 10² – 2.6.10.cos99°

a = $\sqrt{6^2+{10}^2–\mathrm{2.6.10.}\text{cos}99°}$

a ≈ 12,44.

Áp dụng định lí sin ta có: $$

⇒ R =$\frac{\text{a}}{\text{2sinA}}$ = $\frac{12,44}{2.\sin 99°}$ ≈ 6,30.

Nửa chu vi tam giác ABC là: p = $\frac{a+b+c}{2}=\frac{12,44+6+10}{2}=14,22$.

Lại có: r = $\frac{\text{S}}{\text{p}}$ = $\frac{29,63}{14,22}$ ≈ 2,08.

Vậy bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC là 6,30 và bán kính đường tròn nội tiếp tam giác ABC là 2,08.

Bài 5 trang 81 SBT Toán 10 Tập 1: Hai máy bay rời một sân bay cùng một lúc. Một chiếc máy bay với vận tốc 800 km/h theo hướng lệch so với hướng bắc 15° về phía tây. Chiếc còn lại bay theo hướng lệch so với hướng nam 45° về phía tây với vận tốc 600 km/h ( Hình 1). Hỏi hai máy bay đó cách nhau bao xa sau 3 giờ?

Lời giải

Ta có hình vẽ sau:

Ta có: $\widehat{\text{AOB}}$ = 180° – 15° – 45° = 120°.

Sau 3 giờ hai máy bay bay từ O đến A đi được quãng đường là: 800.3 = 2 400 km.

Hay OA = 2 400.

Sau 3 giờ hai máy bay bay từ O đến B đi được quãng đường là: 600.3 = 1 800 km.

Hay OB = 1 800.

Sau 3 giờ, hai máy bay A, B và điểm xuất phát O tạo thành tam giác OAB với OA = 2400 và OB = 1800. Áp dụng định lí côsin cho tam giác OAB ta được:

AB² = OA² + OB² – 2.OA.OB.cos$\widehat{\text{AOB}}$

AB² = 2400² + 1800² – 2.1800.2400.cos120°

AB = $\sqrt{{2400}^2+{1800}^2–\mathrm{2.1800.2400.}\text{cos}120°}$

AB ≈ 3650 km

Vậy sau 3 giờ hai máy bay cách nhau khoảng 3650 km.

Bài 6 trang 81 SBT Toán 10 Tập 1: Cho tam giác ABC không vuông. Chứng minh rằng:

$\frac{\tan \text{A}}{\tan \text{B}}=\frac{{\text{c}}^2+{\text{a}}^2-{\text{b}}^2}{{\text{c}}^2+{\text{b}}^2-{\text{a}}^2}$.

Lời giải

Theo định lí côsin ta có: a² = b² + c² – 2bcosA

⇒ cosA = 

Tương tự: cosB = $\frac{{\text{a}}^2+{\text{c}}^2-{\text{b}}^2}{\text{2ac}}$

Theo định lí côsin ta có: $\frac{\text{a}}{\text{sinA}}=\frac{\text{b}}{\text{sinB}}=2\text{R}$

⇒ sinA = $\frac{\text{a}}{\text{2R}}$ và sinB = $\frac{\text{b}}{\text{2R}}$

Ta có:

$\frac{\text{tanA}}{\text{tanB}}\text{=}\frac{\text{sinA}}{\text{cosA}}\text{.}\frac{\text{cosB}}{\text{sinB}}$=$\frac{\text{a}}{\text{2R}}$.$\frac{2\text{bc}}{{\text{b}}^2+{\text{c}}^2-{\text{a}}^2}$.$\frac{{\text{a}}^2+{\text{c}}^2-{\text{b}}^2}{\text{2ac}}$.$\frac{\text{2R}}{\text{b}}$ = $\frac{{\text{c}}^2+{\text{a}}^2-{\text{b}}^2}{{\text{c}}^2+{\text{b}}^2-{\text{a}}^2}$ (ĐPCM).

Bài 7 trang 81 SBT Toán 10 Tập 1: Một tháp viễn thông cao 42 m được dựng thẳng đứng trên một sườn dốc 34° so với phương ngang. Từ đỉnh tháp người ta neo một sợi cáp xuống một điểm trên sườn dốc cách chân tháp 33 m như Hình 2. Tính chiều dài của sợi dây cáp đó.

Lời giải

Ta biểu diễn lại hình như trên. AB là độ dài sợi dây cáp. AC là độ dài tháp. Như vậy AC = 42 m, BC = 33 m, $\widehat{\text{CMH}}$ = 34°, $\widehat{\text{MHC}}$= 90°.

Xét tam giác MCH: $\widehat{\text{MCH}}+\widehat{\text{MHC}}+\widehat{\text{CMH}}$ = 180°.

⇒ $\widehat{\text{MCH}}$ = 180° – 90° – 34° = 56°.

$\widehat{\text{ACB}}$ và $\widehat{\text{MCH}}$ là hai góc đối đỉnh nên $\widehat{\text{ACB}}$ = 56° ( tính chất hai góc đối đỉnh).

Áp dụng định lí côsin cho tam giác ABC:

AB² = AC² + BC² – 2.AC.BC.cos$\widehat{\text{ACB}}$

AB² = 42² + 33² – 2.42.33.cos56°

AB = $\sqrt{{42}^2+{33}^2–\mathrm{2.42.33.}\text{cos}56°}$

AB ≈ 36,1 m

Vậy chiều dài sợi dây cáp khoảng 36,1 m.