Đến nội dung chính
THCSLớp 9Hình học phẳngMở mô-đun

Định nghĩa tỉ số lượng giác góc nhọn · Toán lớp 9

Học liệu miễn phí do Cùng Học Toán tự biên soạn.

Cập nhật: 27/10/2026 · Mục tiêu L9-21-B5

Các tỉ số lượng giác mô tả hình dạng của tam giác vuông theo một góc nhọn, chứ không mô tả kích thước. Đồng dạng là lý do toán học cho tính không đổi ấy.

Sau bài này, em có thể:

  • Chứng minh sự bất biến của bốn tỉ số bằng đồng dạng.
  • Phân biệt phóng đều với biến dạng và kiểm thông tin có đủ để suy đồng dạng hay không.

Cần biết trước: Tam giác đồng dạng, Pythagore và tỉ lệ cạnh lớp 8; mô-đun 05.

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

Hai tam giác vuông có một góc nhọn tương ứng bằng nhau thì đồng dạng theo góc–góc. Gọi cạnh đối, kề, huyền của hình thứ nhất là $a,b,c$, hình thứ hai là $ka,kb,kc$, $k>0$. Khi ấy

$$\frac{ka}{kc}=\frac ac,\quad\frac{kb}{kc}=\frac bc,\quad\frac{ka}{kb}=\frac ab,\quad\frac{kb}{ka}=\frac ba.$$

Hệ số kích thước triệt tiêu trong từng thương. Phải ghép cùng một góc và đúng các cạnh tương ứng.

2. Ví dụ có lời giải

Ví dụ 1. Hai kích thước, một hình dạng

Cơ bản

Đề bài

Hai tam giác vuông có bộ đối–kề–huyền $5;12;13$ và $20;48;52$. So sánh bốn tỉ số của góc đã chọn.

Lời giải và cách suy nghĩ

Bộ sau gấp $4$ bộ trước. Cả hai có sin $5/13$, côsin $12/13$, tang $5/12$, côtang $12/5$.

Cách tự kiểm

Các cạnh đối, kề phải được ghép theo cùng góc, không chỉ theo tên cạnh.

Ví dụ 2. Chứng minh bằng góc–góc

Cơ bản

Đề bài

$ABC$ vuông tại $A$, $DEF$ vuông tại $D$, $B=E$. Chứng minh $\sin B=\sin E$.

Lời giải và cách suy nghĩ

Hai góc vuông bằng nhau và $B=E$ nên $ABC\sim DEF$, với $A\leftrightarrow D$, $B\leftrightarrow E$, $C\leftrightarrow F$. Do đó $AC/DF=BC/EF$, suy ra $AC/BC=DF/EF$. Đó là đẳng thức hai sin.

Cách tự kiểm

Nêu thứ tự tương ứng trước khi biến đổi các tỉ số.

Ví dụ 3. Thu nhỏ không đổi tang

Vận dụng

Đề bài

Tam giác vuông có tang của góc đã chọn $9/40$. Thu đều theo hệ số $3/5$. Tính tang sau thu.

Lời giải và cách suy nghĩ

Hai cạnh góc vuông cùng nhân $3/5$, nên thương mới $((3/5)a)/((3/5)b)=a/b=9/40$.

Cách tự kiểm

Hệ số dương nên các cạnh vẫn dương; các góc không đổi trong phép thu đều.

Ví dụ 4. Cùng huyền chưa đủ

Vận dụng

Đề bài

Hai tam giác vuông có bộ cạnh $6;8;10$ và $5;5\sqrt3;10$. Có cùng sin của góc đối cạnh ngắn không?

Lời giải và cách suy nghĩ

Không: hai sin là $6/10=3/5$ và $5/10=1/2$. Cùng huyền chỉ cố định một độ dài, chưa cố định hình dạng hoặc góc.

Cách tự kiểm

Cả hai bộ đều thỏa Pythagore, nên đây là phản ví dụ hợp lệ.

Ví dụ 5. Phóng không đều

Nâng cao

Đề bài

Một tam giác vuông có cạnh kề $4$, đối $3$. Biến cạnh kề thành $8$ nhưng giữ đối $3$. Tang có giữ nguyên không?

Lời giải và cách suy nghĩ

Tang cũ $3/4$, tang mới $3/8$; chúng khác nhau. Một chiều nhân $2$, chiều kia không nhân $2$, nên đây không phải phép phóng đều.

Cách tự kiểm

Góc vuông vẫn còn nhưng góc nhọn được chọn thay đổi.

Ví dụ 6. Cùng tang suy đồng dạng

Nâng cao

Đề bài

Hai tam giác vuông có các cạnh đối–kề $a,b$ và $a',b'$ với $a/b=a'/b'$. Chứng minh đồng dạng theo đúng ghép cạnh.

Lời giải và cách suy nghĩ

Từ tỉ số, $a/a'=b/b'$. Góc xen giữa các cặp cạnh đều $90^\circ$, nên đồng dạng theo cạnh–góc–cạnh. Vì vậy các góc được chọn bằng nhau và các tỉ số còn lại cũng bằng nhau.

Cách tự kiểm

Điều kiện các cạnh dương cho phép chia; không cần dựa vào hình vẽ gần giống.

Ví dụ 7. Cùng sin suy đồng dạng

Nâng cao

Đề bài

Hai tam giác vuông có cùng sin của góc đã chọn bằng $s\in(0,1)$. Có suy chúng đồng dạng không?

Lời giải và cách suy nghĩ

Gọi huyền $c,c'$. Các cạnh đối là $sc,sc'$, các cạnh kề là $c\sqrt{1-s^2},c'\sqrt{1-s^2}$ theo Pythagore. Ba cặp cạnh có cùng tỉ số $c/c'$, nên hai tam giác đồng dạng theo ba cạnh.

Cách tự kiểm

Căn dương và $s<1$ giữ cạnh kề khác $0$.

Ví dụ 8. Điều gì vẫn thay đổi?

Thử thách

Đề bài

Hai tam giác vuông đồng dạng theo hệ số $k>0$. Tỉ số lượng giác, chu vi và diện tích đổi thế nào?

Lời giải và cách suy nghĩ

Bốn tỉ số của góc tương ứng không đổi. Mỗi cạnh nhân $k$, nên chu vi nhân $k$. Diện tích bằng nửa tích hai cạnh góc vuông, nên nhân $k^2$.

Cách tự kiểm

Không dùng bất biến của tỉ số để kết luận diện tích cũng bất biến.

3. Lỗi thường gặp và cách tránh

  • So các góc không tương ứng.
  • Nhầm cộng cùng một số với nhân cùng hệ số.
  • Từ tỉ số bất biến suy sai rằng chu vi hoặc diện tích cũng bất biến.

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

  1. Hai tam giác vuông cùng góc nhọn $\alpha$ có đối–kề–huyền $3;4;5$ và $9;12;15$. So sánh bốn tỉ số của $\alpha$.

    Gợi ý bài 1

    So hệ số giữa các cạnh tương ứng.

  2. Giải thích bằng đồng dạng vì sao hai tam giác vuông cùng góc nhọn $\alpha$ có cùng $\sin\alpha$.

    Gợi ý bài 2

    Dùng góc–góc, rồi chia hai đẳng thức tỉ lệ.

  3. Một tam giác vuông phóng đều hệ số $2{,}5$, ban đầu $\tan\alpha=7/24$. Tang sau phóng bằng bao nhiêu?

    Gợi ý bài 3

    Hệ số tác động lên cả tử lẫn mẫu.

  4. Hai tam giác vuông có cạnh huyền bằng nhau. Có đủ kết luận các tỉ số lượng giác của hai góc nhọn tùy chọn bằng nhau không?

    Gợi ý bài 4

    Thử các bộ cạnh $3,4,5$ và vuông cân huyền $5$.

Mở đáp án và lời giải bài 1–4
  1. Bộ sau gấp $3$ bộ trước. Cả hai cho sin $3/5$, côsin $4/5$, tang $3/4$, côtang $4/3$.

  2. Hai tam giác đồng dạng theo góc–góc. Đối và huyền của hình sau cùng nhân một hệ số $k>0$, nên thương đối/huyền không đổi: $ka/(kc)=a/c$.

  3. Vẫn bằng $7/24$, vì $2{,}5a/(2{,}5b)=a/b$. Không nhân tang với $2{,}5$.

  4. Không. Xét tam giác vuông có bộ đối–kề–huyền $3;4;5$ và tam giác vuông cân có hai cạnh góc vuông $5/\sqrt2$, huyền $5$. Cùng huyền nhưng sin góc đã chọn lần lượt là $3/5$ và $\sqrt2/2$, không bằng nhau. Huyền bằng nhau không cố định góc.

Bài 5–8. Củng cố và vận dụng

  1. Bộ đối–kề–huyền là $8;15;17$. Hãy tạo một bộ cạnh gấp $3/2$ và tính sin của góc tương ứng.

    Gợi ý bài 5

    Nhân đủ ba cạnh cùng hệ số.

  2. Tam giác vuông thu đều có huyền mới bằng một phần tư huyền cũ. Tang có bằng một phần tư trước không?

    Gợi ý bài 6

    Tang là thương của hai cạnh cùng thu.

  3. Hai tam giác vuông có góc nhọn $B$ và $E$ bằng nhau. Viết cách ghép góc còn lại.

    Gợi ý bài 7

    Tổng hai góc nhọn bằng $90^\circ$.

  4. Một bạn chỉ nhân cạnh đối với $2$ rồi nhận sin không đổi. Nêu điều phải kiểm thêm.

    Gợi ý bài 8

    Cạnh huyền có được nhân cùng hệ số không?

Mở đáp án và lời giải bài 5–8
  1. Bộ mới $12;22{,}5;25{,}5$, sin $12/25{,}5=8/17$. Pythagore giữ đúng do cả hai vế bình phương nhân $9/4$.

  2. Không; tang giữ nguyên. Hệ số $1/4$ chỉ áp dụng lên độ dài, rồi triệt tiêu trong tỉ số.

  3. Góc nhọn còn lại là $90^\circ-B$ và $90^\circ-E$, nên bằng nhau. Ghép góc vuông với góc vuông, $B$ với $E$, góc còn lại với nhau.

  4. Cần cả cạnh huyền và cạnh kề cùng nhân $2$ để có phóng đều. Nếu huyền giữ nguyên mà đối tăng gấp đôi, sin tăng gấp đôi nếu còn cấu hình hợp lệ, nên không tự bất biến.

Bài 9–14. Nâng cao: kết hợp kiến thức và suy luận

  1. Hai tam giác vuông có cùng sin và cùng huyền. Chứng minh chúng bằng nhau theo ghép góc đã chọn.

    Gợi ý bài 9

    Từ sin tìm cạnh đối, rồi Pythagore.

  2. Hai tam giác vuông đồng dạng có diện tích theo tỉ số $9/16$. Tìm tỉ số chu vi và so tang tương ứng.

    Gợi ý bài 10

    Tỉ số diện tích là bình phương hệ số dài.

  3. Trong hai tam giác vuông, tang góc đã chọn đều bằng $3/2$. Cạnh kề hình thứ hai dài gấp $5$ lần hình thứ nhất. Chứng minh huyền cũng gấp $5$.

    Gợi ý bài 11

    Tang xác định cạnh đối theo cạnh kề.

  4. Hai bộ cạnh góc vuông $4;7$ và $8;14$ cm. Chứng minh sin góc đối cạnh ngắn bằng nhau mà không tính căn gần đúng.

    Gợi ý bài 12

    Viết hai huyền dưới dạng căn.

  5. Một tấm hình có hai chiều vuông góc $6,10$ được đổi thành $9,15$. Đường chéo tạo với cạnh dài góc có tang đổi không?

    Gợi ý bài 13

    So hai hệ số chiều dài và chiều rộng.

  6. Cùng tang có đủ để hai tam giác bất kì đồng dạng không? Nêu vì sao giả thiết vuông trong định lí ở bài này quan trọng.

    Gợi ý bài 14

    Lập luận cạnh–góc–cạnh cần góc xen giữa hai cạnh.

Mở đáp án và lời giải bài 9–14
  1. Cạnh đối bằng sin nhân huyền nên bằng nhau. Cạnh kề có cùng bình phương và dương, nên bằng nhau. Ba cặp cạnh bằng nhau, hai tam giác bằng nhau.

  2. Hệ số dài dương bằng $3/4$, cũng là tỉ số chu vi. Tang tương ứng bằng nhau vì hệ số triệt tiêu; không bằng $9/16$ lần nhau.

  3. Đối cũng gấp $5$ do cùng tỉ số $3/2$. Pythagore cho bình phương huyền gấp $25$, nên huyền dương gấp $5$.

  4. Huyền lần lượt $\sqrt{65}$ và $2\sqrt{65}$. Hai sin $4/\sqrt{65}$ và $8/(2\sqrt{65})$ bằng nhau. Cách khác dùng đồng dạng cạnh–góc–cạnh.

  5. Hai chiều cùng nhân $3/2$, nên tang đối/kề giữ $6/10=9/15=3/5$. Nếu chỉ một chiều được phóng, kết luận không còn đúng.

  6. Không. Hai tam giác có các bộ góc $30^\circ,60^\circ,90^\circ$ và $30^\circ,70^\circ,80^\circ$ đều có một góc $30^\circ$, nên tang của góc ấy bằng nhau khi xác định qua tam giác vuông phụ; nhưng hai tam giác không đồng dạng vì các góc còn lại khác nhau. Chứng minh ở bài này cần cả hai tam giác vuông: hai cạnh góc vuông tỉ lệ và góc xen giữa cùng $90^\circ$ mới cho tiêu chuẩn cạnh–góc–cạnh.

Bài 15–16. Thử thách: lập luận và kiểm tra điều kiện

  1. Hai tam giác vuông có cùng sin của góc đã chọn, chu vi lần lượt $36$ và $60$ cm. Tỉ số diện tích là bao nhiêu? Giải thích vì sao được dùng đồng dạng.

    Gợi ý bài 15

    Chứng minh cùng sin suy ba cạnh tỉ lệ, rồi tìm hệ số.

  2. Hai tam giác vuông có các cạnh đối bằng nhau và cùng tang của góc được chọn. Có thể một hình lớn hơn hình kia không? Chứng minh kết luận.

    Gợi ý bài 16

    Cạnh đối dương và tang bằng đối/kề.

Mở đáp án và lời giải bài 15–16
  1. Cùng sin trong hai tam giác vuông cho đồng dạng theo lập luận Pythagore ở ví dụ 7. Hệ số dài hình thứ nhất đối với thứ hai là $36/60=3/5$, nên tỉ số diện tích bằng $9/25$.

  2. Gọi cạnh đối chung $a>0$, tang chung $t>0$. Hai cạnh kề đều bằng $a/t$, nên bằng nhau; huyền theo Pythagore cũng bằng nhau. Hai tam giác bằng nhau theo ba cạnh, vì vậy không thể có kích thước khác nhau trong cách ghép ấy.

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.