TỨ GIÁC A. Tóm tắt lý thuyết
1. Tứ giác
a) Định nghĩa: Tứ giác ABCD là hình gồm 4 đoạn thẳng AB BC CD DA, , , trong đó bất kỳ 2 đoạn thẳng nào cũng không cùng nằm trên 1 đường thẳng
Ta có hình a), b), c) là tứ giác. Hình d) không là tứ giác
b) Tứ giác lồi: Là tứ giác luôn nằm trong 1 nửa mặt phẳng có bờ là đường thẳng chứa bất kỳ cạnh nào của tứ giác
Ta có: Hình a) là tứ giác lồi. Hình b), c) không là tứ giác lồi
c) Chú ý: Khi nói đến tứ giác mà không chú thích gì thêm, ta hiểu đó là tứ giác lồi 2. Tổng các góc của 1 tứ giác
a) Định lý: Tổng các góc của một tứ giác bằng 3600
GT Tứ giác ABCD
KL A B C D+ + + =3600
*) Chú ý: Để bốn góc cho trước thỏa mãn là bốn góc của một tứ giác khi bốn góc đó có tổng bằng 3600
- Bất đẳng thức đường gấp khúc: AB BC CD AD+ + >
- Mở rộng: Tổng bốn góc ngoài ở bốn đỉnh của một tứ giác bằng 3600.
3. Góc ngoài của tứ giác: Góc kề bù với 1 góc trong của tứ giác gọi là góc ngoài của tứ giác B. Bài tập và các dạng toán
Dạng 1: Tính số đo góc trong hình vẽ của tứ giác Cách giải
- Sử dụng định lý tổng bốn góc trong một tứ giác
c d
a b B C D
A
D C
B A
D C
B
A D
C
B A
D
C
B A
- Tổng hai góc kề bù bằng 1800
- Tổng ba góc của một tam giác bằng 1800
- Trong tam giác vuông hai góc nhọn phụ nhau
- Kết hợp các kến thức về tỷ lệ thức, tính chất của dãy tỉ số bằng nhau, toán tổng hiệu,… để tính ra số đo góc.
Bài 1: Tính x trong mỗi hình vẽ sau
Lời giải
a) Xét tứ giác , có: A B C D+ + + =3600 ⇒110 120 800+ 0+ 0+ =x 3600
0 0 0
310 x 360 x 50
⇒ + = ⇒ =
Vậy x=500.
b) Xét tứ giác MNPQ, có: M N P Q + + + =3600⇒ + +x x 95 550+ 0 ⇒2x=2100⇒ =x 1050
Vậy x=1050.
Bài 2: Tính x trong mỗi hình vẽ sau
Lời giải
Hình a) Ta có: M N P Q + + + =3600 ⇒2700+ =x 3600 ⇒ =x 900
Hình b) Ta có: E F G H+ + + =3600⇒65 1800+ 0+ =x 3600 ⇒ =x 1150
Hình c) Ta có: CDE kề bù với 600 nên CDE=1200. DEF kề bù với góc 1050 nên DEF=750
900 FCD=
ABCD
E F
G
H
65o
x
60o
105o
x C
D
F E
M N
Q P
x
x 110°
120° 800°
D B C
A Q
R
S P
x x
95°
65°
Mà FCD CDE DEF x+ + + =3600⇒90 120 750+ 0+ 0+ =x 3600 ⇒ =x 750. Bài 3: Tính x trong mỗi hình vẽ sau
Lời giải
Hình a) Ta có: C D E F + + + =3600 ⇒1140+ +x 76 71 3600+ 0 = 0⇒ =x 990
Hình b) Ta có: M N P Q + + + =3600 ⇒90 710+ 0+ +P 61 3600 = 0 ⇒ =P 1380
Mà P kề bù với góc x⇒ =x 420
Hình c) Ta có: G kề bù với 1200 nên G=600
Mà E F G x+ + + =3600 ⇒96 120 600+ 0+ 0+ =x 3600 ⇒ =x 840
Bài 4: Góc kề bù với một góc của tứ giác gọi là góc ngoài của tứ giác a) Hãy tính các góc ngoài của tứ giác ở hình a)
b) Tính tổng các góc ngoài của tứ giác ở Hình b) (tại mỗi đỉnh của tứ giác chỉ chọn một góc ngoài): A B C D1+ 1+ 1+ 1=?
c) Có nhận xét gì về tổng các góc ngoài của tứ giác?
Hình a Hình b Lời giải
a) B B+ 1=180o (hai góc kề bù) nên B1=90o, C C + 1=180o (hai góc kề bù) nên C1=60o,
A A+ 1=180o (hai góc kề bù) nên A1 =105o.
Hình a
F E
D C
71° 76°
114° x
Hình b 61°
71°
90°
Q Px
N M
Hình c
120°
96° 120°
Hx G
E F
120o
75o
B C
A 1 D
1
1
1
1
1 1
A
B
D C 1
Ta có: D D + 1 =180o (hai góc kề bù) nên D1 =105o.
b) Ta có B B + 1=180o (hai góc kề bù), C C + 1=180o (hai góc kề bù), D D + 1 =180o (hai góc kề bù), A A+ 1=180o (hai góc kề bù)
⇒ A A B B C C D D+ 1+ + 1+ + 1+ + 1=4.180o =720o.
Mà A B C D+ + + =360o (định lý) ⇒ A B C D1+ 1+ 1+ 1 =360o.
c) Nhận xét: Tổng các góc ngoài của tứ giác bằng tổng các góc trong của tứ giác và bằng 360o.
Bài 5: Tính x y, trong mỗi hình vẽ sau
Hình a) Hình b)
Lời giải
Hình a) Ta có: GH IK/ / , theo tính chất một đường thẳng cắt hai đường thẳng song song ta có:
74 180o o
x+ = (hai góc trong cùng phía)
180 74 106o o o x
⇒ = − = .
59 180o o
y+ = (hai góc trong cùng phía)
180 59 121o o o y
⇒ = − = .
Hình b) Ta có: AD/ / BC, theo tính chất một đường thẳng cắt hai đường thẳng song song ta có:
111 180o o
y+ = (hai góc trong cùng phía)
180 111 69o o o y
⇒ = − = .
50o
x= (hai góc đồng vị).
Bài 6:
G H
K I
x y
74o 59o
GH/ / IK
111o
50o
x
y A
B
D C AD / /BC
Cho ◊ABCD có B =80 ,0 D =1200. Góc ngoài tại đỉnh C bằng 1300. Tính góc A
Lời giải
Ta có góc ngoài tại đỉnh C có số đo bằng 130o và kề bù với C ⇒ =C 50o. Ta có: A B C D+ + + =360o (định lý) ⇒ +A 80 50 1200+ o+ o =360o ⇒ =A 110 .o
Dạng 2: Tính các góc của tứ giác khi biết mối quan hệ giữa các góc Cách giải
- Thay liên hệ giữa các góc vào hệ thức “Tổng 4 góc trong một tứ giác bằng 3600”.
- Nếu tứ giác ABCD biết A B C D m n p q: : : = : : : (m n p q, , , là các số nguyên dương)
3600 A B C D A B C D
m n p q m n p q m n p q + + +
⇒ = = = = =
+ + + + + + (tính chât dãy tỷ số bằng nhau) Từ đó tính được số đo các góc A B C D, , ,
Bài 1:
Cho ◊ABCD có A=130 ,0 B =900. Góc ngoài tại đỉnh C bằng 1200. Tính góc D
Lời giải Ta có C2 =1200⇒C1=600
Xét ◊ABCD, có A B C D+ + 1+ =3600 ⇔130 90 600+ 0+ 0+ =D 3600
800 D
⇒ =
Bài 2:
Cho ◊EFGH có E=70 ,0 F=800. Tính G H , , biết G H − =200.
Lời giải
Theo đầu bài ta có: E=70 ;0 F=800⇒ +G H =360 1500− 0 =2100 ( )1 Mà G H − =200 ( )2
Từ ( )( )1 2 ⇒ =G 115 ;0 H =950
120°
130°
B C
D A
H G
F
E
Vậy G =115 ;0 H =950
Bài 3:
Cho hình vẽ, hãy tính P Q ;
Lời giải Áp dụng định lý tổng bốn góc trong 1 tứ giác, ta có :
3600 150 30 3600 3 2100 700 70 ;0 1400 M N P Q+ + + = ⇔ + x= ⇔ x= ⇔ =x ⇒ =P Q=
Vậy P=70 ;0 Q =1400
Bài 4:
Cho ◊ABCD, biết A B C D: : : =1: 2 :3: 4
a) Tính các góc của ◊ABCD
b) Chứng minh rằng AB CD/ /
c) Gọi giao điểm của AD và BC là E. Tính các góc của ∆CDE
Lời giải
a) Theo đầu bài ta có: 3600 360
1 2 3 4 1 2 3 4 10
A B C D A B C D+ + +
= = = = = =
+ + +
36 ;0 72 ;0 108 ;0 1440
A B C D
⇒ = = = =
b) ⇒ + = A D 1800⇒ AB CD/ /
c) EDC=36 ;0 ECD=720.
x 2x
80°
70°
N P
Q M
108°
36°
144°
72°
72°
D
A B
C E
Bài 5:
Cho ◊ABCD, biết A B C D: : : =4 :3: 2 :1
a) Tính các góc của ◊ABCD
b) Các tia phân giác của góc C và D cắt nhau tại E. Các đường phân giác của góc ngoài tại đỉnh C và D cắt nhau tại F . Tính CED CFD ;
Lời giải
a) Áp dụng tính chất của dãy tỉ số bằng nhau ta được: A=144 ;0 B =108 ;0 C=72 ;0 D =360
b) Ta có: 1800 1 1 1260
2 2
CED= − D+ C=
Ta có: DE và DF là hai tia phân giác của hai góc kề bù nên vuông góc với nhau
900 540 EDF ECF DFC
⇒ = = ⇒ =
Bài 6:
Tính các góc của ◊ABCD, biết B A = +15 ;0 C B = +30 ;0 D=2A+100
Lời giải Ta có: A B C D+ + + =360o (định lý).
Mà B A = +15 ,o C B = +30o = +A 45 , o D =2A+10o ⇒ + + A A 15o+ +A 45 2o+ A+10o =360o
5A 290o A 58o
⇒ = ⇒ = ⇒ =B 73o, C=103o, D =126o
Bài 7:
Cho ◊ABCD, biết B A = +15 ;0 C=3 ; A D C− =250. Tính các góc của ◊ABCD
Lời giải Ta có: A B C D+ + + =360o (định lý).
Mà B A = +15 ,o C=3A ; D C− =25o ⇒D C = +25o =3A+25o
15 3o 3 25o 360o
A A A A
⇒ + + + + + = ⇒8A+40o =360o ⇒ =A 40o ⇒ =B 55o,C =120o, D=145o. Bài 8:
Cho ◊EFGH, biết G E = +10 ;0 F E = +30 ;0 H =2G. Tính các góc của ◊EFGH A
B C
E
F D
Lời giải Ta có: E F G H+ + + =360o (định lý).
Mà G E = +10 ,o F E = +30 ,o H =2G=2E+20o ⇒ + + E E 30o+ +E 10 2o + E+20o =360o
5E 60o 360o E 60o
⇒ + = ⇒ = ⇒ =G 70o, F=90o, H =140o. Bài 9:
Cho ◊MNPQ, biết P Q = +5 ;0 M Q = +45 ;0 N =2Q−400. Tính các góc của ◊MNPQ
Lời giải Ta có: M N P Q + + + =360o (định lý).
Mà P Q = +5 ,o M Q = +45 ,o N=2Q−40o⇒ +Q 45 2o + Q−40o+ + + =Q 5o Q 360o 5Q 10o 360o
⇒ + = ⇒ =Q 70o ⇒ =P 75o, M =115o, N =100o. Bài 10:
Cho ◊ABCD, có A=70 ;0 B =80 ;0 C D − =200. Tính các góc C D ;
Lời giải Ta có: A B C D+ + + =360o (định lý).
Mà A=70 ,o B=80o, C D − =20o ⇒ = +C D 20o ⇒70 80o + o+ +D 20o+ =D 360o 2D 170o 360o
⇒ + = ⇒D =95o ⇒ =C 115 .o
Bài 11:
Cho ◊ABCD, biết B C + =200 ;0 B D + =180 ;0 C D + =1200. Tính số đo các góc của tứ giác ◊ABCD
Lời giải
Từ giả thiết ta có: 2B+2C+2D=200 180 1200+ 0+ 0 ⇒ + + =B C D 2500
Vì: A B C D+ + + =3600 ⇒ =A 1100
2500
(
)
250 120 1300 0 0 B= − C D+ = − = 2000 200 1300 0 700 C= − =B − =
1200 120 700 0 500 D= − =C − =
Dạng 3: Tính độ dài các cạnh của tứ giác Cách giải: Ta sử dụng các kiến thức sau
- Sử dụng định lý pytago
- Sử dụng công thức tính chu vi của tam giác, tứ giác Bài 1:
Tính độ dài các cạnh a b c d, , , của một tứ giác có chu vi bằng 76cm và a b c d: : : =2 :5: 4 :8
Lời giải
Theo đầu bài ta có: : : : 2 :5: 4 :8 76 4
2 5 4 8 2 5 4 8 19 a b c d a b c d
a b c d + + +
= ⇒ = = = = = =
+ + + 8; 20; 16; 32
a b c d
⇒ = = = = .
Bài 2:
Cho hình vẽ, biết ∆ABC có chu vi bằng 25cm
. Tam giác ADC có chu vi bằng 27cm. Tứ giác ABCD có chu vi bằng 32cm. Tính AC
Lời giải Chu vi ∆ABC=25⇒AB BC CA+ + =25(1)
Chu vi ∆ADC=27⇒AD DC CA+ + =27(2)
Từ
( )( )
1 2 ⇒AB BC CA AD DC CA+ + + + + =52⇔32 2+ AC=52⇒AC=10( )cmB
C D A
Dạng 4: Dạng toán chứng minh các góc bằng nhau, các đoạn thẳng bằng nhau, song song, vuông góc, hoặc trung điểm của các đoạn thẳng
Cách giải: Ta cần chú ý tới các kiến thức sau
- Dựa vào các cặp góc đồng vị, so le trong, trong cùng phía, … - Hai góc phụ nhau có tổng số đo bằng 900
- Đôi khi có thể chia tứ giác thành các tam giác để sủ dụng bất đẳng thức tam giác.
Bài 1:
Cho ◊ABCD có BAD BCD= =900, phân giác trong của ABC cắt AD tại E. Phân giác trong của ADC cắt BC tại F. Chứng minh
BE DF/ /
Lời giải +) Ta có: ABC ADC+ =1800⇒ + =α β 90 10 ( )
+) Xét ∆ABE, có α+E1=900 ( )2
Từ ( )( )1 2 ⇒ =β E1⇒BE DF/ /
Bài 2:
Cho ◊ABCD có ABC BAD+ =1800. Phân giác trong của các góc BCD CAD, cắt nhau tại E, biết CD=2DE. Chứng minh rằng
ADC=2BCD
Lời giải Theo đầu bài ta có:
ABC BAD+ =1800 ⇒ + =C D 1800⇒C D + =900 ⇒DEC=900
B
C
D E A
1
β α
1 1
E M
D C
A B
Gọi M là trung điểm của
2
CD⇒EM MC MD= = =CD ⇒ ∆DEM đều
1 600 1 300 2
D C D C
⇒ = ⇒ = ⇒ = .
Bài 3:
Cho ◊ABCD có BAD BCD+ =180 ;0 DA DC= . Chứng minh rằng BD là phân giác của ABC
Lời giải Trên tia đối của tia AB lấy điểm E sao cho AE BC=
1
( ) B E (1)
BCD EAD cgc BED
DB DE
=
⇒ ∆ = ∆ ⇒ ⇒ ∆
= cân tại D⇒E B 1= 2 (2) Từ (1)(2)⇒ B B1= 2 .
Bài 4:
Cho ◊ABCD có BD là phân giác của ABC,
,
AD CD AB AC= < . Chứng minh rằng
1800 BAD BCD+ =
Lời giải Trên cạnh BC lấy điểm E sao cho BA BE=
1 1 (1) ( )
A E
BED BAD cgc AD ED ED CD EDC CD AD
=
∆ = ∆ ⇒ = ⇒ = ⇒ ∆
=
cân tại D
2 1 (2)
E C
⇒ = . Từ (1)(2) A C E E1+ 1= 1+ 2 =1800.
1 1
1 21
A
E
D B C
1 B E
A D
C 2 1
Bài 5:
Cho ◊ABCD, biết A B C D: : : =5:8:13:10
a) Tính các góc của ◊ABCD
b) AB CD E AD BC F∩ = ; ∩ = . Phân giác của
AED và AFB cắt nhau tại O, phân giác của
AFB cắt CD và AB tại M và N. Chứng minh rằng O là trung điểm của MN
Lời giải a) Ta tính được A=50 ;0 B=80 ;0 C =130 ;0 D=1000
b) E=1800− − A D F; =1800− − = A B 50 ;0 EMN=1800− − F B1 1=750
180 75 300 0 0 750 ENM = − − =
EMN
⇒ ∆ cân tại E⇒OM ON= ⇒ đpcm
1 12 B
O A
N
D F
C E
Dạng 5 : Một số bài toán chứng minh, tính số đo góc lien quan đến phân giác của một góc trong tứ giác
Ta chú ý :
- Tia phân giác của một góc sẽ chia góc thành hai góc bằng nhau.
- Tia phân giác trong và phân giác ngoài của một góc sẽ vuông góc với nhau.
Bài 1:
Cho tứ giác lồi ◊ABCD, có B D+ =1800 CB CD= . Chứng minh AC là tia phân giác của BAD
Lời giải - Trên tia đối tia BA lấy điểm I sao cho BI AD=
Ta có: ADC IBC= (cùng phụ với ABC)
; ;
AD BI CD BC= = ⇒ ∆ADC= ∆IBC⇒DAC BIC AC IC= = ACI
∆ cân tại C⇒BAC BIC DAC = = . Vậy AC là phân giác trong góc BAD. Bài 2:
Cho tứ giác ◊ABCD, các tia phân giác của góc
A và B cắt nhau tại M . Các tia phân giác góc C và D cắt nhau tại N . Chứng minh rằng: AMB CND+ =1800
Lời giải Xét ∆CND có CND CDN DCN + + =180o (định lý).
Xét ∆AMB có AMB ABM BAM+ + =180o (định lý).
I B
A
D
C
A B
C
D M
N
Do đó: CND CDN DCN AMB ABM BAM + + + + + =360o
Mà
2
ABM = B (vìa BM là tia phân giác của B)
2
BAM = A (vìa AM là tia phân giác của A),
2
DCN=C (vì CN là tia phân giác của C),
2 CDN = D
(vì DN là tia phân giác của D).
360
2 2 2 2 o
D C B A CND AMB
⇒ + + + + + =
360o 2
A B C D CND AMB + + +
⇒ + = −
Mà trong tứ giác ABCD có A B C D+ + + =360o (định lý) ⇒CND AMB + =180o (đpcm).
Bài 3:
Cho tứ giác lồi ABCD, hai cạnh AD và BC
cắt nhau tại E, hai cạnh DC và AB cắt nhau tại F. Kẻ tia phân giác của hai góc CDE và
BFC cắt nhau tại I . Tính góc EIF theo các góc trong ABCD
Lời giải
FI cắt BC tại K⇒ ∈K đoạn BC ⇒EIF EKI IEK = + (EIF là góc ngoài của ∆IKE)
B BFK IEK
= + + (CKF là góc ngoài của ∆FBK)
1800
(
)
900 B C 2BFC= − B C+ ⇒BFK = − +
AEB=1800−
(
A B+)
⇒IEK =900 − A B2+Vậy 900 900 1800
2 2 2 2
B C B A A C B D
EIF B= + − + + − + = − + = +
Bài 4:
Cho tứ giác ABCD, có AC là tia phân giác của A BC CD AB CD, = , <
K I F
E
A D
B C
A
E D
a) Lấy điểm E trên cạnh AD sao cho
AE AB= . Chứng minh rằng: ABC AEC=
b) Chứng minh: B D+ =1800
Lời giải a) Xét ∆ABC và ∆AEC có:
AB AE= (giả thiết)
BAC EAC= (vì AC là tia phân giác của góc A).
AC chung.
( )
AE
C g c
AB C c
⇒∆ =∆ − − . ⇒ ABC AEC= (đpcm) (1) b) Ta có ∆ABC =∆AEC cm( t)
CB CE
⇒ = , mà CB CD= (giả thiết) ⇒CE CD= CED
⇒ ∆ cân tại C ⇒CED CDE = hay CED D = (2)
Mà AEC CED+ =180o (hai góc kề bù), nên từ (1) và (2) ⇒ + =B D 180o Bài 5:
Cho tứ giác ABCD, phân giác ngoài của góc
A và B cắt nhau tại Q. Chứng minh rằng:
2 AQB= A B+
Lời giải
Ta có AQ là tia phân giác của xAB là góc ngoài của A 180
2 2
xAB o A
QAB −
⇒ = =
Ta có BQ là tia phân giác của yBA là góc ngoài của B 180
2 2
yBA o B
QBA −
⇒ = =
Trong tam giác ABQ có: 180 180 180 180
2 2 2
o o
o o A B A B
AQB= −QAB QBA− = − − − − = +
D
Q
C B
A
x
y
Bài 6:
Tam giác ABC có A=76o, các tia phân giác của góc B và góc C cắt nhau tại I, các tia phân giác góc ngoài tại đỉnh B và C cắt nhau tại K.
Tính các góc của tứ giác BICK.
Lời giải
Ta có BI là tia phân giác của góc ABC, BK là tia phân giác góc ngoài đỉnh B
2 (1)
90o IBC ABC
IB BK IBK
=
⇒
⊥ ⇒ =
Ta có CI là tia phân giác của góc ACB, CK là tia phân giác góc ngoài đỉnh C
2 (1)
90o ICB ACB
IC CK ICK
=
⇒
⊥ ⇒ =
Trong tam giác BIC có:
180o
(
)
180o ABC ACB2 180o 1802o A 180o2 ABIC= − IBC ICB+ = − + = − − = +
Mà A=76o, nên BIC=128o
Trong tứ giác IBKC có: BIC ICK IBK BKC + + + =360o ⇒BKC=52o
A
B
K
C I
76o
Bài 7:
Cho tứ giác lồi ABCD, biết có A=90o,
90o
D= ; góc B và C khác nhau.
a) Chứng minh AB DC/ / .
b) Chứng tỏ trong hai góc B và C phải có một góc nhọn.
c) Khi góc C nhọn. Chứng minh AB < DC.
Lời giải
a) Tứ giác ABCD có A=90o, D =90o nên: AB AD⊥ và DC AD⊥ / /
AB DC
⇒ (từ vuông góc đến song song).
b) Xét tứ giác ABCD có A B C D+ + + =360o (định lý) Mà A=90o, D=90o ⇒ + =B C 180o (*)
Nếu B C , đều là các góc tù, tức là B >90 ,o C>90o ⇒ + >B C 180o (mâu thuẫn với (*)) Nếu B C , đều là các góc nhọn, tức là B<90 ,o C <90o ⇒ + < B C 180o (mâu thuẫn với (*)) Vậy trong hai góc B C , phải có một góc nhọn.
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Tổng số đo bốn góc của một tứ giác bằng a) 900 b) 1800
c) 2700 d) 3600
Chọn đáp án A Giải thích: Ta có:
Áp dụng định lí Pytago vào tam giác ABC vuông tại A, ta có: BC 2=AB2