Dựng và kiểm đường tròn ngoại tiếp tam giác
Đường tròn ngoại tiếp tam giác · Toán lớp 9
Cập nhật: 27/10/2026 · Mục tiêu L9-32-B5
Dựng đúng quan hệ và kiểm độc lập giúp phát hiện hình vẽ đẹp nhưng sai. Ta xét cả tam giác nhọn, vuông, tù và các tình huống dữ kiện thiếu.
Sau bài này, em có thể:
- Dựng và kiểm đường tròn ngoại tiếp tam giác
- Giải thích điều kiện áp dụng, kiểm kết quả và xử lí một bài suy ngược hoặc phản biện.
Cần biết trước: Mô-đun 24,31; đường trung trực và giao ba trung trực lớp 7.
Chọn mức học phù hợp. Đọc kiến thức và ví dụ trước, tự làm bài nền tảng rồi chọn phần nâng cao hoặc thử thách. Đọc điều kiện của từng bài và ghi căn cứ của mỗi bước. Em có thể chia thành nhiều lần học; không cần hoàn thành mọi bài trong một buổi.
Với bảng hoặc công thức dài, em có thể vuốt ngang trong khung để xem đầy đủ.
1. Kiến thức và phương pháp
Quy trình: dựng hai trung trực, lấy giao $O$, lấy bán kính $OA$, rồi kiểm $OB=OC=OA$. Có thể kiểm bằng ràng buộc dựng hoặc suy luận; phép đo gần đúng chỉ là kiểm hỗ trợ. Tam giác nhọn có tâm trong, tam giác vuông có tâm trên cạnh huyền, tam giác tù có tâm ngoài.
2. Ví dụ có lời giải
Ví dụ 1. Tâm dự kiến đúng hay sai
Làm quen
Đề bài
Điểm $P$ thỏa $PA=PB=6$ cm và $PC=7$ cm chính xác. Có phải tâm ngoại tiếp không?
Lời giải và cách suy nghĩ
Không, vì ba khoảng cách không bằng nhau. Chỉ một cặp bằng nhau mới cho $P$ nằm trên một trung trực.
Cách tự kiểm
Không kết luận tâm từ một trung trực duy nhất.
Ví dụ 2. Tâm ở cạnh
Làm quen
Đề bài
Tâm ngoại tiếp $O$ nằm trên cạnh $BC$ của tam giác $ABC$. Chứng minh $O$ là trung điểm $BC$ và góc $A$ vuông.
Lời giải và cách suy nghĩ
$OB=OC$ và $O\in BC$ nên $O$ là trung điểm. Vì vậy $BC$ là đường kính và $\angle BAC=90^\circ$.
Cách tự kiểm
Vị trí trên đoạn cho phép suy trung điểm từ khoảng cách bằng nhau.
Ví dụ 3. Kiểm dựng tam giác tù
Vận dụng
Đề bài
Tâm vừa dựng ở ngoài một tam giác tù. Nêu cách kiểm thay vì dịch tâm vào trong.
Lời giải và cách suy nghĩ
Kiểm hai đường đã dựng đúng là trung trực hai cạnh; xác nhận giao điểm $O$ và dùng tính chất trung trực suy $OA=OB=OC$. Vị trí ngoài không phải lỗi.
Cách tự kiểm
Giữ ràng buộc hình học, không sửa theo cảm giác.
Ví dụ 4. Ba điểm thẳng hàng trong phần mềm
Vận dụng
Đề bài
Khi kéo đỉnh $C$ tới đường $AB$, phép dựng tâm ngoại tiếp có thể mất điểm giao. Giải thích.
Lời giải và cách suy nghĩ
Tam giác trở thành suy biến. Trung trực hai cạnh có thể song song, không có giao điểm hữu hạn; không có đường tròn qua ba điểm phân biệt thẳng hàng.
Cách tự kiểm
Đây là giới hạn cấu hình hợp lệ, không nhất thiết lỗi phần mềm.
Ví dụ 5. Vai trò cạnh trong tam giác vuông
Nâng cao
Đề bài
Tam giác vuông có một cạnh $10$ cm. Tìm hai bán kính ngoại tiếp khác nhau có thể xảy ra.
Lời giải và cách suy nghĩ
Nếu $10$ là cạnh huyền thì $R=5$ cm. Nếu là cạnh góc vuông và cạnh kia $24$ cm thì huyền $26$ cm, $R=13$ cm.
Cách tự kiểm
Dữ kiện một cạnh không xác định vai trò cạnh.
Ví dụ 6. Tam giác cân không luôn đồng tâm
Nâng cao
Đề bài
$A(0;3),B(-4;0),C(4;0)$. Trọng tâm có phải tâm ngoại tiếp không?
Lời giải và cách suy nghĩ
Trọng tâm $G(0;1)$. $GA=2$, còn $GB=\sqrt{17}$, nên không. Chỉ tam giác cân chưa đủ để hai tâm trùng.
Cách tự kiểm
Đừng mở rộng tính chất tam giác đều sang mọi tam giác cân.
Ví dụ 7. Dựng duy nhất không lệ thuộc cặp cạnh
Thử thách
Đề bài
Dựng tâm bằng trung trực $AB,AC$ được $O$; dùng $AB,BC$ được $P$. Chứng minh $O=P$.
Lời giải và cách suy nghĩ
Cả hai đều cách đều $A,B,C$, do đó cùng thuộc hai trung trực $AB,AC$ có giao điểm duy nhất. Suy ra $O=P$.
Cách tự kiểm
Kết quả không phụ thuộc việc chọn hai cạnh nào.
Ví dụ 8. Dữ kiện gần bằng và chính xác
Thử thách
Đề bài
Một bản vẽ cho số đo $OA\approx OB\approx OC$. Cần ghi thế nào để không nhận nhầm là chứng minh?
Lời giải và cách suy nghĩ
Ghi đây là kiểm gần đúng trên bản dựng; sau đó chứng minh bằng quan hệ trung trực. Nếu chưa có ràng buộc đúng thì chỉ nêu giả thuyết, chưa kết luận là tâm ngoại tiếp.
Cách tự kiểm
Không thay dấu gần bằng bằng dấu bằng vì muốn có kết luận.
3. Lỗi thường gặp và cách tránh
- Đọc đúng vị trí và vai trò của từng điểm hoặc đại lượng; không suy dữ kiện chính xác từ hình vẽ gần đúng.
- Ghi căn cứ trước khi thay số; kiểm lại điều kiện và đơn vị của kết quả.
4. Tự luyện theo mức độ
Em tự làm và ghi cách giải trước khi mở gợi ý hoặc đáp án. Với bài chứng minh, cần nêu giả thiết và căn cứ; với dữ liệu đo hoặc khảo sát, ghi kết quả thực đã dùng. Một ví dụ giả định trong lời giải không thay cho kết quả thực hành của em.
Bài 1–4. Nắm vững nền tảng
-
Dựng một tam giác tù rồi dựng hai trung trực. Nếu giao $O$ ở ngoài tam giác, có phải dựng sai không?
Gợi ý bài 1
Vị trí ngoài có thể đúng với tam giác tù; hãy kiểm khoảng cách.
-
Vẽ tam giác $ABC$ không suy biến, dựng hai đường tròn khác nhau đều đi qua $A,B,C$. Có thể có hai tâm khác nhau không?
Gợi ý bài 2
Mỗi tâm phải thuộc cùng hai trung trực cắt nhau duy nhất.
-
Một tâm dự kiến $O$ có $OA=5,OB=5,OC=5{,}4$ cm theo dữ kiện chính xác. Nó có là tâm ngoại tiếp không?
Gợi ý bài 3
So sánh ba khoảng cách chính xác.
-
Phân biệt bán kính ngoại tiếp tam giác vuông và tam giác đều khi biết một cạnh $6$ cm. Có đủ dùng cùng một công thức không?
Gợi ý bài 4
Phải xác định loại tam giác và vai trò cạnh trước khi chọn công thức.
Mở đáp án và lời giải bài 1–4
-
Không nhất thiết; tâm ngoại tiếp tam giác tù nằm ngoài. Kiểm bằng $OA=OB=OC$ thay vì vị trí mong muốn.
-
Không. Cả hai tâm phải nằm trên hai trung trực $AB,AC$; hai đường này chỉ có một giao điểm.
-
Không vì không cách đều $C$ với $A,B$. Nếu là số đo gần đúng cần kiểm lại phép dựng, không khẳng định từ phép đo sai.
-
Không. Với tam giác vuông phải biết cạnh $6$ là huyền hay cạnh góc vuông; với tam giác đều $R=2\sqrt3$ cm. Loại tam giác và vai trò cạnh quyết định công thức.
Bài 5–8. Củng cố và vận dụng
-
Đã có tam giác $ABC$. Cần dùng “trung điểm” hay “trung trực” của hai cạnh để dựng tâm ngoại tiếp?
Gợi ý bài 5
Phân biệt điểm với đường thẳng.
-
Đã có tâm $O$, lấy bán kính bằng khoảng cách vuông góc từ $O$ tới $AB$ để vẽ ngoại tiếp. Có đúng không?
Gợi ý bài 6
Bán kính ngoại tiếp kết thúc tại đỉnh.
-
$ABC$ có cạnh $7,24,25$ cm. Xác định $R$ bằng cách nhận dạng trước.
Gợi ý bài 7
Chứng minh vuông bằng Pythagore đảo trước khi chia cạnh lớn nhất cho hai.
-
Tam giác có cả ba cạnh $15$ cm. Tính đường cao và bán kính để kiểm bản dựng.
Gợi ý bài 8
Kiểm đồng thời vị trí và độ dài.
Mở đáp án và lời giải bài 5–8
-
Cần dựng trung trực. Hai trung điểm riêng lẻ không xác định ngay tâm; mỗi trung trực biểu diễn tập điểm cách đều hai đầu mút.
-
Không nói chung. Bán kính ngoại tiếp phải là $OA$ hoặc $OB$ hoặc $OC$; khoảng cách tới đường thẳng cạnh là một đại lượng khác.
-
$7^2+24^2=25^2$, nên tam giác vuông với huyền $25$. Bán kính ngoại tiếp $R=12{,}5$ cm.
-
$h=15\sqrt3/2$ cm và $R=5\sqrt3$ cm. Tâm nằm trên mỗi trung tuyến, cách đỉnh $2h/3$.
Bài 9–14. Nâng cao: kết hợp kiến thức và suy luận
-
Điểm $P$ thỏa $PA=PB$ nhưng $PB\ne PC$. Nó thuộc những trung trực nào trong ba cạnh?
Gợi ý bài 9
Dùng tính chất đảo cho từng cặp đầu mút.
-
Bạn dựng trung trực $AB$ rồi chọn một điểm $O$ tùy ý trên đó. Cần sửa bước gì để tìm tâm?
Gợi ý bài 10
Bổ sung ràng buộc liên quan tới đỉnh thứ ba.
-
Đã chọn $O$ trên trung trực $AB$ và vẽ $(O;OA)$. Vì sao kiểm $OC=OA$ là đủ?
Gợi ý bài 11
Không cần lặp lại hai điều kiện đã được bảo đảm.
-
Tam giác vuông có cạnh góc vuông cố định $6$ cm, cạnh kia là $x>0$. Viết $R$ theo $x$ và xét khi $x$ tăng.
Gợi ý bài 12
Không cần đạo hàm; dùng tính tăng của bình phương và căn trên số không âm.
-
Có đường tròn $(O)$ và ba điểm phân biệt $A,B,C$ trên đó. Có cần dựng lại tâm ngoại tiếp để chứng minh $O$ là tâm không?
Gợi ý bài 13
Chọn đường suy luận ngắn từ dữ kiện sẵn có.
-
$A,B$ đối xứng qua đường thẳng $d$, $C\in d$, và tam giác không suy biến. Chứng minh tâm ngoại tiếp thuộc $d$.
Gợi ý bài 14
Không cần tính tọa độ tâm.
Mở đáp án và lời giải bài 9–14
-
$P$ thuộc trung trực $AB$. Nó không thuộc trung trực $BC$ vì $PB\ne PC$, và cũng không thuộc trung trực $AC$ vì $PA=PB\ne PC$.
-
Phải dựng thêm trung trực của $AC$ hoặc $BC$, rồi chọn $O$ là giao hai trung trực. Điểm tùy ý chỉ bảo đảm $OA=OB$.
-
Quan hệ trung trực đã cho $OB=OA$, nên đường tròn qua $A,B$. Điều kiện thêm $OC=OA$ xác nhận nó cũng qua $C$, đủ ba đỉnh.
-
$R=\sqrt{36+x^2}/2$. Khi $x$ tăng trong các số dương, $x^2$, rồi căn bậc hai cũng tăng; do đó $R$ tăng.
-
Không. Các bán kính đã cho $OA=OB=OC$, nên $O$ là tâm ngoại tiếp. Dựng lại trung trực có thể dùng để kiểm, nhưng không phải bước bắt buộc.
-
$d$ là trung trực $AB$. Tâm ngoại tiếp cách đều $A,B$ nên thuộc trung trực ấy, tức thuộc $d$.
Bài 15–16. Thử thách: lập luận và kiểm tra điều kiện
-
Giải thích vì sao đường tròn qua ba điểm không thẳng hàng vừa tồn tại vừa duy nhất.
Gợi ý bài 15
Tách hai nhiệm vụ: dựng để chứng minh tồn tại, giao duy nhất để chứng minh duy nhất.
-
Bạn kết luận tâm ngoại tiếp luôn ở trong tam giác. Cho một phản ví dụ có tọa độ và kiểm.
Gợi ý bài 16
Phản ví dụ cần xác nhận cả tính ngoại tiếp và vị trí ngoài.
Mở đáp án và lời giải bài 15–16
-
Hai trung trực $AB,AC$ không song song nên có giao $O$. Từ đó $OA=OB=OC$, tạo đường tròn cần tìm. Mọi tâm khác cũng phải thuộc hai trung trực này nên trùng $O$.
-
Lấy $A(0;2),B(-4;0),C(4;0)$. Điểm $O(0;-3)$ có $OA=5$, $OB=OC=5$ nên là tâm ngoại tiếp, nhưng ở ngoài tam giác do tung độ âm.
5. Phiếu in và học tiếp
Hai tài liệu dưới đây là bộ phiếu và hướng dẫn của mô-đun. Các ví dụ mở rộng, bài nâng cao và thử thách trên trang này được học trực tiếp trên web.