Tổng hợp lý thuyết Toán 9 Chương 9 Cánh diều
Tổng hợp lý thuyết Toán 9 Chương 9: Đa giác đều sách Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh lớp 9 nắm vững kiến thức trọng tâm Toán 9 Chương 9.
Tổng hợp lý thuyết Toán 9 Chương 9 Cánh diều
Tổng hợp lý thuyết Toán 9 Chương 9
1. Đa giác. Đa giác lồi
1.1. Đa giác
Đa giác A1A2...An (n ≥ 3, n ∈ ℕ) là một hình gồm n đoạn thẳng A1A2, A2A3, ..., An – 1An, AnA1 sao cho mỗi điểm A1, A2, ..., An là điểm chung của đúng hai đoạn thẳng và không có hai đoạn thẳng nào nằm trên cùng một đường thẳng. Trong đa giác A1A2...An, các điểm A1, A2, ..., An là các đỉnh, các đoạn thẳng A1A2, A2A3, ..., An – 1An, AnA1 là các cạnh.
1.2. Đa giác lồi
– Đa giác lồi là đa giác luôn nằm về một phía của đường thẳng chứa một cạnh bất kì của đa giác đó.
Với ngũ giác lồi ABCDE ở hình vẽ trên, các góc ABC, BCD, CDE, DEA, EAB gọi là các góc của đa giác.
– Trong trường hợp tổng quát, đa giác lồi có n cạnh (n ≥ 3, n ∈ ℕ) cũng là đa giác lồi có n góc. Khi n lần lượt bằng 3; 4; 5; 6; ... ta có tam giác, tứ giác lồi, ngũ giác lồi, lục giác lồi, ...
2. Đa giác đều
– Định nghĩa: Đa giác đều là đa giác có tất cả các cạnh bằng nhau và tất cả các góc bằng nhau.
– Đối với mỗi đa giác đều, có đúng một điểm O cách đều tất cả các đỉnh của đa giác đó. Điểm O đó được gọi là tâm của đa giác đều.
– Phần mặt phẳng giới hạn bởi đa giác đều được gọi là hình đa giác đều. Vì mỗi hình đa giác đều cũng là một phần của mặt phẳng nên hình đa giác đều còn gọi là hình phẳng đều.
3. Hình đa giác đều trong thực tiễn
Trong thế giới tự nhiên, xuất hiện nhiều vật thể có hình ảnh liên quan đến hình đa giác đều. Dưới đây chúng ta sẽ tìm hiểu những vật thể có hình ảnh liên quan đến hình đa giác đều trong thế giới tự nhiên, trong nghệ thuật, kiến trúc và thiết kế, công nghệ.
3.1. Hình đa giác đều trong thế giới tự nhiên
Trong tự nhiên, vật thể có hình ảnh liên quan đến hình đa giác đều rất đa dạng, phong phú, chẳng hạn: bông hoa (hình a), con sao biển (hình b) có hình ảnh liên quan đến ngũ giác đều; tổ ong (Hình c) có hình ảnh liên quan đến lục giác đều; ...
3.2. Hình đa giác đều trong nghệ thuật, kiến trúc
Ngay từ xa xưa, con người trong quá trình chinh phục thế giới tự nhiên luôn khao khát tạo dựng được những công trình hài hòa và bền vững. Để làm được điều đó, họ đã nghiên cứu, phân tích cấu trúc của những hình khối cân đối nhất.
Một trong các nguyên tắc quan trọng nhất với nghệ thuật, hay kiến trúc là nguyên tắc cân bằng. Theo đó, các thiết kế về kiến trúc, đồ họa hay một tác phẩm nghệ thuật cần thực hiện tốt về cân bằng. Vì thế, bố cục kiểu đối xứng, cân bằng thường được sử dụng trong các tác phẩm nghệ thuật hay kiến trúc. Chẳng hạn, các vật thể có dạng như ở hình d, e, g được trang trí bởi hình tam giác đều, hình tứ giác đều, lục giác đều.
Trong thiết kế hay kiến trúc ta cũng thấy hình phẳng đều hiển hiện rất đa dạng, phong phú, chẳng hạn: Palmanova là một thị trấn thuộc Italia, được UNESCO công nhận là một di sản thế giới, điểm độc đáo nhất ở đây chính là kiến trúc của thị trấn gợi nên hình ảnh đa giác đều 18 cạnh (hình h). Toàn bộ thị trấn như một tổ hợp các pháo đài có kiến trúc cổ kính ở bên trong kết hợp với tổng thể tạo nên vẻ đẹp kì diệu.
3.3. Hình đa giác đều trong thiết kế, công nghệ
Trong thiết kế, công nghệ, chúng ta cũng dễ dàng nhận ra các vật thể mà cấu trúc của chúng có dạng hình phẳng đều. Các công trình hay máy móc muốn tồn tại, ổn định, bền vững và có được vẻ đẹp thì phải chú trọng đến tính cân xứng, đều đặn. Theo đó, hình phẳng đều thường được sử dụng, chẳng hạn: các viên gạch lát nền (Hình i) có dạng hình vuông; bề mặt của ốc và đai ốc (Hình k) có dạng lục giác đều; chiếc đĩa (Hình m) có dạng hình đa giác đều tám cạnh; ...
4. Khái niệm phép quay
Cho điểm O cố định và số thực α.
– Phép quay thuận chiều α° (0° < α° < 360°) tâm O giữ nguyên điểm O, biến điểm M (khác điểm O) thành điểm M’ thuộc đường tròn (O; OM) sao cho tia OM quay thuận chiều kim đồng hồ đến tia OM’ thì điểm M tạo nên cung MnM’ có số đo α° (Hình a).
– Phép quay ngược chiều α° (0° < α° < 360°) tâm O được phát biểu tương tự (Hình b).
Chú ý: Phép quay 0° và phép quay 360° giữ nguyên mọi điểm.
5. Phép quay giữ nguyên hình đa giác đều
– Cho hình đa giác đều A1A2...An (n ≥ 3, n ∈ ℕ) có tâm O. Phép quay giữ nguyên hình đa giác đều A1A2...An là phép quay tâm O biến mỗi đỉnh của hình đa giác đều thành một đỉnh của hình đa giác đều đó.
– Các phép quay giữ nguyên hình đa giác đều A1A2...An (n ≥ 3, n ∈ ℕ) với tâm O là các phép quay thuận chiều α° tâm O và các phép quay ngược chiều α° tâm O, với α° lần lượt nhận các giá trị
Bài tập ôn tập Chương 9
I. Bài tập trắc nghiệm
Bài 1. Đa giác GHIJKLM là một hình gồm bao nhiêu đoạn thẳng?
A. 5;
B. 8;
C. 6;
D. 7.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
Đa giác GHIJKLM là một hình gồm 7 đoạn thẳng GH, HI, IJ, JK, KL, LM, MG.
Vậy ta chọn phương án D.
Bài 2. Phát biểu nào sau đây đúng nhất?
A. Đa giác lồi là đa giác luôn nằm về một phía của đường thẳng chứa một cạnh bất kì của đa giác đó;
B. Số cạnh và số góc của đa giác lồi luôn bằng nhau;
C. Đa giác đều là đa giác có tất cả các cạnh bằng nhau và tất cả các góc bằng nhau;
D. Cả A, B, C đều đúng.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
Các phương án A, B, C đều đúng. Vậy ta chọn phương án D.
Bài 3. Trong các hình sau, hình nào không phải là đa giác đều?
A. Hình 1;
B. Hình 2;
C. Hình 3;
D. Hình 4.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
Hình 1 là hình chữ nhật có chiều dài luôn lớn hơn chiều rộng. Do đó Hình 1 không phải là đa giác đều.
Hình 2 là ngũ giác đều.
Hình 3 là bát giác đều.
Hình 4 là tứ giác đều (hình vuông).
Vậy ta chọn phương án A.
Bài 4. Phép quay giữ nguyên hình đa giác đều A1A2A3...An (n ≥ 3, n ∈ ℕ) là
A. Phép quay có tâm là một đỉnh bất kì của hình đa giác đều biến mỗi đỉnh của hình đa giác đều thành một đỉnh của hình đa giác đều đó;
B. Phép quay có tâm là tâm của hình đa giác đều biến mỗi đỉnh của hình đa giác đều thành tâm của hình đa giác đều đó;
C. Phép quay có tâm là tâm của hình đa giác đều biến mỗi đỉnh của hình đa giác đều thành một đỉnh của hình đa giác đều đó;
D. Phép quay có tâm là một đỉnh bất kì của hình đa giác đều biến mỗi đỉnh của hình đa giác đều thành tâm của hình đa giác đều đó.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
Giả sử hình đa giác đều A1A2...An (n ≥ 3, n ∈ ℕ) có tâm O.
Phép quay giữ nguyên hình đa giác đều A1A2...An là phép quay tâm O biến mỗi đỉnh của hình đa giác đều thành một đỉnh của hình đa giác đều đó.
Do đó Vậy phép quay giữ nguyên hình đa giác đều A1A2A3...An (n ≥ 3, n ∈ ℕ) là phép quay có tâm là tâm của hình đa giác đều biến mỗi đỉnh của hình đa giác đều thành một đỉnh của hình đa giác đều đó.
Vậy ta chọn phương án C.
Bài 5. Cho bát giác đều ABCDEFGH có tâm O. Phép quay thuận chiều 135° tâm O biến điểm D của bát giác đều ABCDEFGH thành điểm nào?
A. G;
B. A;
C. E;
D. H.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
Giả sử ABCDEGHK là bát giác đều có tâm O.
Do đó AB = BC = CD = DE = EG = GH = HK và OA = OB = OC = OD = OE = OG = OH = OK.
Xét ∆OAB và ∆OBC có:
OA = OB, OB = OC, AB = BC
Do đó ∆OAB = ∆OBC (c.c.c).
Tương tự, ta sẽ chứng minh được:
∆OAB = ∆OBC = ∆COD = ∆DOE = ∆EOG = ∆GOH = ∆HOK = ∆KOA.
Suy ra các góc tương ứng bằng nhau:
Ta có:
Suy ra nên
Do đó,
Như vậy, ta sẽ có
Vậy quay thuận chiều 135° tâm O biến điểm D của bát giác đều ABCDEFGH thành điểm G.
Do đó ta chọn phương án A.
Bài 6. Cho ngũ giác đều MNPQR có tâm O. Phép quay nào với tâm O biến ngũ giác đều MNPQR thành chính nó?
A. 60°;
B. 72°;
C. 90°;
D. 120°.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
Các phép quay giữ nguyên ngũ giác đều MNPQR là:
⦁ Năm phép quay thuận chiều α° tâm O với α° lần lượt nhận các giá trị:
⦁ Ba phép quay ngược chiều α° tâm O với α° lần lượt nhận các giá trị:
Do đó ta chọn phương án B.
II. Bài tập tự luận
Bài 1. Cho lục giác đều ABCDEF tâm O. Gọi M, N lần lượt là trung điểm của EF, BD. Chứng minh rằng:
a) N là trung điểm OC.
b) ∆AFM = ∆AON.
c) Tam giác AMN đều.
Hướng dẫn giải
a) Tổng 6 góc của lục giác đều ABCDEF bằng tổng các góc trong hai tứ giác ABCD và AFED.
Suy ra tổng 6 góc của lục giác đều ABCDEF bằng 2.360° = 720°.
Do tất cả các góc của lục giác đều bằng nhau nên số đo mỗi góc của lục giác đều bằng hay
Vì CB = CD (chứng minh trên) nên tam giác BCD cân tại C.Do đó CO vừa là đường trung tuyến, vừa là đường phân giác của tam giác BCD.
Vì vậy
Ta có OB = OC (vì O là tâm của lục giác đều ABCDEF).
Suy ra tam giác OBC cân tại O.
Mà (chứng minh trên).Do đó tam giác OBC đều.
Chứng minh tương tự cho các tam giác OCD, OAB, OAF, ODE, OEF, ta được ∆OCD, ∆OAB, ∆OAF, ∆ODE, ∆OEF là các tam giác đều.
Ta có tam giác OBC đều nên OB = BC = OC, mà OB = OC = OD và BC = CD nên OB = BC = CD = OD. Suy ra tứ giác OBCD là hình thoi.
Do đó hai đường chéo OC và BD vuông góc với nhau tại trung điểm N của mỗi đường.
Vậy N là trung điểm OC.
b) Ta có (vì các tam giác OAB, OBC đều).
Suy ra
Ta có EF = OC (cùng bằng OF) và M, N lần lượt là trung điểm EF, OC nên FM = ON.
Xét ∆AFM và ∆AON, có:
AF = AO (tam giác OAF đều);
FM = ON (chứng minh trên).
Do đó ∆AFM = ∆AON (c.g.c).
c) Từ kết quả câu b), ta được AM = AN và
Suy ra ∆AMN cân tại A.
Ta có (do ∆OAF đều).
Suy ra nên hay
Xét ∆AMN cân tại A có nên ∆AMN đều.
Bài 2. Cho một lục giác đều và một ngũ giác đều chung cạnh AD (như hình vẽ). Tính số đo các góc của tam giác ABC.
Hướng dẫn giải
Gọi ADBEFG là lục giác đều và ADCMN là ngũ giác đều.
Vì lục giác đều ADBEFG và ngũ giác đều ADCMN có chung cạnh AD nên tất cả các cạnh của lục giác đều ADBEFG và ngũ giác đều ADCMN đều bằng nhau.
– Tổng 6 góc của lục giác đều ADBEFG bằng tổng các góc trong bốn tam giác ABD, BEF, AFG, ABF.
Suy ra tổng 6 góc của lục giác đều ADBEFG bằng 4.180° = 720°.
Do tất cả các góc của lục giác đều bằng nhau nên số đo mỗi góc của lục giác đều bằng hay
Vì AD = BD (ADBEFG là lục giác đều) nên tam giác ABD cân tại D.
Suy ra
Tam giác ABD, có: (tổng ba góc của một tam giác)
Suy ra
Do đó
–Tổng 5 góc của ngũ giác đều ADCMN bằng tổng các góc trong ba tam giác ACD, ACN, CMN.
Suy ra tổng 5 góc của ngũ giác đều ADCMN bằng 3.180° = 540°.
Do tất cả các góc của ngũ giác đều bằng nhau nên số đo mỗi góc của ngũ giác đều bằng hay
Vì AD = CD (ADCMN là ngũ giác đều) nên tam giác ACD cân tại D.
Suy ra
Tam giác ACD, có: (tổng ba góc của một tam giác)
Suy ra
Do đó
– Ta có
Suy ra
Ta có BD = CD (= AD) nên tam giác BCD cân tại D.Do đó
Tam giác BCD, có: (tổng ba góc của một tam giác)
Suy ra
Do đó
– Tam giác ABC, có:
⦁
⦁
⦁
Vậy
Bài 3. Tìm một số hình ảnh trong tự nhiên, trong nghệ thuật, trang trí, thiết kế, công nghệ,... những vật thể mà cấu trúc của nó có dạng hình đa giác đều.
Hướng dẫn giải
Trong tự nhiên, trong nghệ thuật, trang trí, thiết kế, công nghệ,... có rất nhiều vật thể mà cấu trúc của nó có dạng hình đa giác đều.
⦁ Trong tự nhiên:
⦁ Trong nghệ thuật, trang trí:
⦁ Trong thiết kế, công nghệ:
⦁ Các vật dụng trong đời sống:
Bài 4. Cho hình đa giác đều có 9 cạnh A1A2A3A4A5A6A7A8A9 tâm I.
a) Phép quay thuận chiều 40° tâm I biến các điểm A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9 thành các điểm nào? Phép quay này có giữ nguyên đa giác đều A1A2A3A4A5A6A7A8A9 không?
b) Chỉ ra các phép quay giữ nguyên đa giác đều A1A2A3A4A5A6A7A8A9.
Hướng dẫn giải
a) Do A1A2A3A4A5A6A7A8A9 là đa giác đều nên A1A2 = A2A3 = A3A4 = A4A5 = A5A6 = A6A7 = A7A8 = A8A9 và OA1 = OA2 = OA3 = OA4 = OA5 = OA6 = OA7 = OA8 = OA9.
Xét ∆OA1A2 và ∆OA2A3 có:
OA1 = OA2, OA2 = OA3, A1A2 = A2A3
Do đó ∆OA1A2= ∆OA2A3 (c.c.c).
Tương tự, ta sẽ chứng minh được:
∆OA1A2= ∆OA2A3 = ∆OA3A4 = ∆OA4A5 = ∆OA5A6 = ∆OA6A7 = ∆OA7A8 = ∆OA8A9 = ∆OA9A1.
Suy ra các góc tương ứng bằng nhau:
Ta có:
Suy ra nên
Vậy phép quay thuận chiều 40° tâm I biến các điểm A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9 theo thứ tự thành các điểm A9, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8.
Vì phép quay trên biến mỗi đỉnh của đa giác đều A1A2A3A4A5A6A7A8A9 thành một đỉnh của đa giác đều đó nên phép quay trên giữ nguyên đa giác đều A1A2A3A4A5A6A7A8A9.
b) Có 18 phép quay giữ nguyên đa giác đều A1A2A3A4A5A6A7A8A9 là:
⦁ Chín phép quay thuận chiều α° tâm I với α° lần lượt nhận các giá trị 40°; 80°; 120°; 160°; 200°; 240°; 280°; 320°; 360°;
⦁ Chín phép quay ngược chiều α° tâm I với α° lần lượt nhận các giá trị 40°; 80°; 120°; 160°; 200°; 240°; 280°; 320°; 360°.
Bài 5. Cho tam giác đều ABC nội tiếp đường tròn (O). Phép quay ngược chiều 60° tâm O biến các điểm A, B, C theo thứ tự thành các điểm D, E, F. Chứng minh rằng ADBECF là một lục giác đều.
Hướng dẫn giải
⦁ Vì tam giác ABC đều nên
Xét đường tròn (O), có lần lượt là góc nội tiếp và góc ở tâm chắn cung nhỏ AB nên
Suy ra
⦁ Vì phép quay ngược chiều 60° tâm O biến điểm A thành điểm D nằm trên đường tròn (O; OA) sao cho tia OA quay ngược chiều kim đồng hồ đến tia OD thì điểm A tạo nên cung AD có số đo 60°.
Khi đó OA = OD và Vì vậy tam giác OAD đều.
Suy ra AD = OA = OD và (1)
⦁ Mặt khác, (hai góc kề nhau).
Suy ra
Xét ∆BOD, có: OB = OD (= OA) và
Suy ra tam giác BOD đều.
Do đó BD = OB = OD và (2)
Từ (1), (2), ta suy ra AD = BD và
Tương tự như vậy, ta chứng minh được AD = DB = BE = EC = CF = FA và
Vậy đa giác ADBECF có các cạnh bằng nhau và các góc đều bằng 120° nên đa giác ADBECF là lục giác đều.
Bài 6. Một vòng quay may mắn có dạng hình đa giác đều 10 cạnh như hình dưới đây.
Tìm các phép quay giữ nguyên đa giác đều đã cho.
Hướng dẫn giải
Gọi O là tâm của đa giác đều 10 cạnh đã cho.
Vì đa giác đều đã cho có 10 cạnh nên đa giác đều đó có 10 đỉnh.
Vậy có 20 phép quay giữ nguyên đa giác đều đã cho là:
⦁ Mười phép quay thuận chiều α° tâm O với α° lần lượt nhận các giá trị 36°; 72°; 108°; 144°; 180°; 216°; 252°; 288°; 324°; 360°;
⦁ Mười phép quay ngược chiều α° tâm O với α° lần lượt nhận các giá trị 36°; 72°; 108°; 144°; 180°; 216°; 252°; 288°; 324°; 360°.
Học tốt Toán 9 Chương 9
Các bài học để học tốt Bài tập cuối chương 9 Toán lớp 9 hay khác:
Xem thêm tóm tắt lý thuyết Toán lớp 9 Chân trời sáng tạo hay khác:
Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 9 hay khác:
- Giải sgk Toán 9 Cánh diều
- Giải SBT Toán 9 Cánh diều
- Giải lớp 9 Cánh diều (các môn học)
- Giải lớp 9 Kết nối tri thức (các môn học)
- Giải lớp 9 Chân trời sáng tạo (các môn học)
Tủ sách VIETJACK luyện thi vào 10 cho 2k10 (2025):
Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.
Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:Loạt bài Giải sgk Toán 9 Tập 1 & Tập 2 của chúng tôi được biên soạn bám sát nội dung sgk Toán 9 Cánh diều (NXB Đại học Sư phạm).
Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.
- Soạn văn 9 Cánh diều (hay nhất)
- Soạn văn 9 Cánh diều (ngắn nhất)
- Giải sgk Toán 9 - Cánh diều
- Giải Tiếng Anh 9 Global Success
- Giải sgk Tiếng Anh 9 Smart World
- Giải sgk Tiếng Anh 9 Friends plus
- Giải sgk Khoa học tự nhiên 9 - Cánh diều
- Giải sgk Lịch Sử 9 - Cánh diều
- Giải sgk Địa Lí 9 - Cánh diều
- Giải sgk Giáo dục công dân 9 - Cánh diều
- Giải sgk Tin học 9 - Cánh diều
- Giải sgk Công nghệ 9 - Cánh diều
- Giải sgk Hoạt động trải nghiệm 9 - Cánh diều
- Giải sgk Âm nhạc 9 - Cánh diều
- Giải sgk Mĩ thuật 9 - Cánh diều