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

Đường tròn ngoại tiếp tam giác · Toán lớp 9

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

Cập nhật: 27/10/2026 · Mục tiêu L9-32-B2

Đường trung trực chuyển điều kiện cách đều thành một phép dựng cụ thể. Hai trung trực đủ xác định tâm; trung trực thứ ba dùng để kiểm quan hệ.

Sau bài này, em có thể:

  • Xác định tâm ngoại tiếp bằng đường trung trực
  • 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

Tâm ngoại tiếp của tam giác $ABC$ là giao hai đường trung trực của hai cạnh. Nếu $O$ thuộc trung trực $AB$ và $AC$ thì $OA=OB$ và $OA=OC$, nên đường tròn $(O;OA)$ đi qua cả ba đỉnh. Hai trung trực cắt nhau vì tam giác không suy biến; tâm là duy nhất.

2. Ví dụ có lời giải

Ví dụ 1. Suy ra ba bán kính

Làm quen

Đề bài

$O$ thuộc trung trực $AB$ và $AC$. Chứng minh $OB=OC$.

Lời giải và cách suy nghĩ

Từ trung trực $AB$ có $OB=OA$; từ trung trực $AC$ có $OA=OC$. Tính bắc cầu cho $OB=OC$.

Cách tự kiểm

Không cần giả sử trước $O$ là tâm ngoại tiếp.

Ví dụ 2. Phép dựng hai trung trực

Làm quen

Đề bài

Mô tả cách dựng ngoại tiếp tam giác có ba cạnh $4,5,6$ cm.

Lời giải và cách suy nghĩ

Dựng tam giác bằng ba cạnh; dựng trung trực hai cạnh bất kì; lấy giao $O$ và vẽ đường tròn tâm $O$ bán kính tới một đỉnh. Tính chất trung trực chứng minh đường tròn đi qua hai đỉnh còn lại.

Cách tự kiểm

Ba cạnh thỏa $4+5>6$ nên tam giác tồn tại.

Ví dụ 3. Trung trực thứ ba

Vận dụng

Đề bài

$O$ là giao trung trực $AB,BC$. Vì sao $O$ cũng thuộc trung trực $AC$?

Lời giải và cách suy nghĩ

$OA=OB$ và $OB=OC$ nên $OA=OC$. Theo tính chất đảo của trung trực, $O$ thuộc trung trực $AC$.

Cách tự kiểm

Dùng tính chất đảo sau khi có đẳng thức khoảng cách.

Ví dụ 4. Trung tuyến không đủ

Vận dụng

Đề bài

$A(0;0),B(6;0),C(0;3)$. Trọng tâm $G(2;1)$ có là tâm ngoại tiếp không?

Lời giải và cách suy nghĩ

$GA^2=5$, $GB^2=17$, nên $GA\ne GB$. Vì vậy $G$ không là tâm ngoại tiếp, dù là giao các trung tuyến.

Cách tự kiểm

Hai khoảng cách khác nhau đủ bác bỏ.

Ví dụ 5. Dựng trên mặt phẳng tọa độ

Nâng cao

Đề bài

$A(0;0),B(8;0),C(0;6)$. Tìm tâm ngoại tiếp bằng hai trung trực.

Lời giải và cách suy nghĩ

Trung trực $AB$ là $x=4$, trung trực $AC$ là $y=3$. Giao $O(4;3)$ có bán kính $OA=5$.

Cách tự kiểm

Kiểm $OB^2=OC^2=25$.

Ví dụ 6. Tính duy nhất

Nâng cao

Đề bài

Giả sử $O,P$ cùng cách đều ba đỉnh không thẳng hàng. Chứng minh $O=P$.

Lời giải và cách suy nghĩ

Cả $O,P$ thuộc trung trực $AB$ và $AC$. Hai đường trung trực này có một giao điểm duy nhất, nên $O=P$.

Cách tự kiểm

Không dùng tính duy nhất của đường tròn để chứng minh chính tính duy nhất ấy.

Ví dụ 7. Tâm tam giác cân

Thử thách

Đề bài

$AB=AC$ và $O$ là tâm ngoại tiếp $ABC$. Chứng minh $A,O$ cùng nằm trên trung trực $BC$.

Lời giải và cách suy nghĩ

$AB=AC$ nên $A$ thuộc trung trực $BC$; $OB=OC$ nên $O$ cũng thuộc trung trực ấy. Nếu $A\ne O$, đường $AO$ chính là trung trực $BC$.

Cách tự kiểm

Tách trường hợp $A=O$ để tránh gọi đường qua hai điểm trùng nhau.

Ví dụ 8. Hai trung trực song song?

Thử thách

Đề bài

Vì sao trung trực $AB$ và $AC$ không thể song song khi $A,B,C$ không thẳng hàng?

Lời giải và cách suy nghĩ

Nếu hai trung trực song song thì hai đường $AB,AC$ cùng vuông góc với một phương nên song song. Vì cùng đi qua $A$, chúng trùng nhau, suy ra $A,B,C$ thẳng hàng, mâu thuẫn.

Cách tự kiểm

Chuyển quan hệ song song của trung trực về quan hệ của hai cạnh.

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

  1. Vẽ tam giác $ABC$ với $AB=5$ cm, $AC=6$ cm, $BC=7$ cm. Dựng tâm ngoại tiếp và nêu cách kiểm.

    Gợi ý bài 1

    Dựng trung trực hai cạnh, rồi dùng khoảng cách tới ba đỉnh để kiểm.

  2. $O$ nằm trên trung trực $AB$ và $BC$. Chứng minh $O$ cách đều ba đỉnh.

    Gợi ý bài 2

    Ghép hai đẳng thức có chung $OB$.

  3. Tâm ngoại tiếp $O$ của tam giác $ABC$ có $OA=8{,}2$ cm. Tính $OB,OC$ và bán kính.

    Gợi ý bài 3

    Các khoảng cách từ tâm tới đỉnh đều bằng bán kính.

  4. Bạn chọn giao hai trung tuyến làm tâm ngoại tiếp của mọi tam giác. Vì sao không đúng?

    Gợi ý bài 4

    Trung tuyến liên quan trung điểm, trung trực liên quan cách đều hai đầu mút.

Mở đáp án và lời giải bài 1–4
  1. Dựng trung trực $AB,AC$, lấy giao $O$; vẽ $(O;OA)$. Kiểm $OB=OC=OA$ bằng tính chất trung trực; vị trí đo thực phụ thuộc bản dựng.

  2. $OA=OB$ từ trung trực $AB$, $OB=OC$ từ trung trực $BC$; suy ra $OA=OB=OC$.

  3. $OB=OC=OA=8{,}2$ cm; bán kính bằng $8{,}2$ cm.

  4. Giao trung tuyến là trọng tâm, không nói chung cách đều ba đỉnh. Tâm ngoại tiếp phải là giao các trung trực; hai tâm chỉ trùng trong trường hợp đặc biệt như tam giác đều.

Bài 5–8. Củng cố và vận dụng

  1. $P$ trên trung trực $AB$, $PB=PC$. Chứng minh $P$ là tâm ngoại tiếp $ABC$ khi tam giác không suy biến.

    Gợi ý bài 5

    Không nhất thiết phải dựng đủ ba trung trực.

  2. Giao hai trung trực là $O$ và $OB=12{,}5$ cm. Tìm $OA,OC$.

    Gợi ý bài 6

    Xác định tâm từ phép dựng trước khi dùng bằng nhau.

  3. $A(0;0),B(10;0),C(0;24)$. Tìm $O,R$.

    Gợi ý bài 7

    Đối chiếu bán kính với nửa cạnh $BC=26$.

  4. Một đường qua trung điểm $AB$ nhưng không vuông góc $AB$. Có thể dùng thay trung trực để tìm tâm ngoại tiếp không?

    Gợi ý bài 8

    Định nghĩa trung trực gồm hai điều kiện.

Mở đáp án và lời giải bài 5–8
  1. Ta có $PA=PB=PC$. Do đó đường tròn tâm $P$ bán kính $PA$ qua ba đỉnh; $P$ là tâm ngoại tiếp.

  2. $OA=OC=OB=12{,}5$ cm vì $O$ là tâm ngoại tiếp.

  3. Hai trung trực là $x=5,y=12$, nên $O(5;12)$ và $R=\sqrt{25+144}=13$.

  4. Không. Đi qua trung điểm không bảo đảm mọi điểm trên đường cách đều $A,B$. Cần cả điều kiện vuông góc.

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

  1. $B(-4;0),C(4;0),A(0;6)$. Tìm tâm ngoại tiếp $O$.

    Gợi ý bài 9

    Giải phương trình khoảng cách bình phương để tránh căn.

  2. Với $B(-4;0),C(4;0),A(0;2)$, tìm tâm và nhận xét vị trí.

    Gợi ý bài 10

    Không dịch tâm vào trong sau khi tìm được tọa độ âm.

  3. Khi kéo đỉnh $C$ trong một tệp dựng, cần giữ quan hệ nào để $O$ vẫn là tâm ngoại tiếp?

    Gợi ý bài 11

    Quan hệ dựng phụ thuộc quan trọng hơn vị trí ban đầu.

  4. Đo được $OA=4{,}98$, $OB=5{,}01$, $OC=5{,}00$ cm trên bản vẽ. Có thể coi đây là chứng minh $O$ là tâm không?

    Gợi ý bài 12

    Không biến phép đo gần đúng thành đẳng thức.

  5. Bạn dựng trung trực $AB$ hai lần rồi lấy “giao điểm” làm tâm. Vì sao chưa xác định được tâm?

    Gợi ý bài 13

    Giao một đường với chính nó không cho một điểm duy nhất.

  6. $A,B,C,D$ cùng trên $(O)$. Chứng minh $O$ thuộc trung trực $AC$ nếu $A\ne C$.

    Gợi ý bài 14

    Kết quả áp dụng cho bất cứ dây nào có hai đầu mút phân biệt.

Mở đáp án và lời giải bài 9–14
  1. Vì $OB=OC$, đặt $O(0;t)$. Điều kiện $OA^2=OB^2$ cho $(6-t)^2=16+t^2$, nên $t=5/3$. Vậy $O(0;5/3)$.

  2. Đặt $O(0;t)$. $(2-t)^2=16+t^2$ cho $t=-3$. Tâm $O(0;-3)$ ở ngoài tam giác, phù hợp với góc $A$ tù.

  3. Phải giữ $O$ là giao hai trung trực của các cạnh hiện thời. Khi đó các đẳng thức khoảng cách được bảo toàn; giữ $O$ như một điểm tự do cũ không đủ.

  4. Không. Các giá trị gần bằng chỉ hỗ trợ kiểm bản dựng có sai số. Chứng minh phải dựa vào $O$ là giao hai trung trực hoặc vào các đẳng thức chính xác.

  5. Hai trung trực ấy trùng nhau, nên có vô số điểm chung. Cần trung trực của hai cạnh khác nhau của tam giác không suy biến để có giao điểm duy nhất.

  6. $OA=OC$ là hai bán kính. Theo tính chất đảo của trung trực, $O$ thuộc trung trực $AC$.

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

  1. $B(-a;0),C(a;0),A(0;h)$ với $a,h>0$. Tìm tung độ tâm ngoại tiếp.

    Gợi ý bài 15

    Mẫu số $2h$ khác $0$ nhờ điều kiện $h>0$.

  2. Với họ tam giác ở bài trước, khi nào tâm ở phía trên, nằm trên, hoặc ở phía dưới đường $BC$?

    Gợi ý bài 16

    Kiểm cả hai cận $0<t<h$ để xác nhận ở trong tam giác.

Mở đáp án và lời giải bài 15–16
  1. Đặt $O(0;t)$. Từ $(h-t)^2=a^2+t^2$ suy ra $h^2-2ht=a^2$, nên $t=(h^2-a^2)/(2h)$.

  2. Tung độ $t=(h^2-a^2)/(2h)$ có dấu của $h-a$. Tâm ở phía trên $BC$ khi $h>a$, nằm trên $BC$ khi $h=a$, ở phía dưới $BC$ khi $h<a$. Trong trường hợp $h>a$, ta còn có $t<h$ nên tâm ở trong tam giác.

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.