Trong chương trình Hình học lớp 7, điểm cách đều ba đỉnh của tam giác (giao điểm ba đường trung trực) đóng vai trò vô cùng quan trọng. Giải bài 9.28 trang 81 yêu cầu chúng ta chứng minh một tính chất đặc biệt: Khi tâm đường tròn ngoại tiếp nằm trên một cạnh thì tam giác đó bắt buộc phải là tam giác vuông. Đây là tiền đề để các em hiểu sâu hơn về định lý Thales và tính chất đường trung tuyến trong tam giác vuông ở các lớp học sau.
Xét điểm O cách đều ba đỉnh của tam giác ABC. Chứng minh rằng nếu O nằm trên một cạnh của tam giác ABC thì ABC là một tam giác vuông.
Kiến thức áp dụng
Định nghĩa điểm cách đều: $O$ cách đều $A, B, C$ nghĩa là $OA = OB = OC$.
Tính chất tam giác cân: Tam giác có hai cạnh bằng nhau thì hai góc ở đáy bằng nhau.
Tổng ba góc trong một tam giác: Luôn bằng $180^\circ$.
Chiến lược chứng minh
Giả sử $O$ nằm trên cạnh $BC$. Sử dụng các đoạn thẳng bằng nhau để tạo ra các tam giác cân tại $O$.
Thiết lập mối quan hệ giữa các góc đáy của các tam giác cân đó.
Sử dụng định lý tổng ba góc để chứng minh góc đỉnh $A$ bằng $90^\circ$.
Ta có hình minh họa như sau:

Giả sử O nằm trên cạnh BC.
Vì OA = OB nên ∆OAB cân tại O.
Nên $\widehat{OAB}= \widehat{OBA}$
Do OA = OC nên ∆OAC cân tại O.
Nên $\widehat{OAC}= \widehat{OCA}$
Khi đó: $\widehat{OAB}+ \widehat{OAC}= \widehat{OBA}+ \widehat{OCA}$
hay $\widehat{BAC}=\widehat{ABC}+\widehat{ACB}$
Xét ∆ABC có: $\widehat{BAC}+\widehat{ABC}+\widehat{ACB}=180^o$
Mà $\widehat{BAC}=\widehat{ABC}+\widehat{ACB}$
Nên $2\widehat{BAC}=180^o$
Suy ra: $\widehat{BAC}=90^o$
Vậy ∆ABC vuông tại A.
Vậy nếu O nằm trên một cạnh của tam giác ABC và O cách đều ba đỉnh của tam giác ABC thì ABC là một tam giác vuông.
Qua bài giải bài 9.28 trang 81 Toán 7 tập 2 Kết nối tri thức, các em cần ghi nhớ:
Vị trí của tâm đường tròn ngoại tiếp: * Trong tam giác nhọn: Nằm trong tam giác.
Trong tam giác tù: Nằm ngoài tam giác.
Trong tam giác vuông: Là trung điểm của cạnh huyền.
Dấu hiệu nhận biết: Nếu một tam giác có một đường trung tuyến ứng với một cạnh và bằng nửa cạnh ấy thì tam giác đó là tam giác vuông (Trong bài này, $AO$ chính là trung tuyến ứng với $BC$ và $AO = \frac{1}{2}BC$).
• Xem thêm: