Câu 1:
Để giải bài toán này, ta cần sử dụng định lý cosin trong tam giác. Đầu tiên, ta hình dung bài toán như sau:
- Gọi \( A \) là vị trí của khối u.
- Gọi \( B \) là điểm trên mặt da, sao cho \( AB = 6,3 \) cm.
- Gọi \( C \) là vị trí của nguồn tia, sao cho \( AC = 9 \) cm.
Chúng ta cần tìm góc \( \angle ABC \), là góc tạo bởi chùm tia với mặt da.
Theo định lý cosin trong tam giác \( ABC \), ta có:
\[
BC^2 = AB^2 + AC^2 - 2 \cdot AB \cdot AC \cdot \cos(\angle ABC)
\]
Trong đó:
- \( AB = 6,3 \) cm
- \( AC = 9 \) cm
- \( BC \) là khoảng cách từ nguồn tia đến mặt da, mà ta cần tìm.
Tuy nhiên, bài toán không cho \( BC \), nhưng ta có thể giả định rằng \( BC \) là khoảng cách ngắn nhất từ nguồn tia đến mặt da, tức là \( BC \) vuông góc với \( AB \). Do đó, ta có thể sử dụng định lý Pythagore để tìm \( BC \).
Giả sử \( BC \) là cạnh đối diện góc vuông trong tam giác vuông \( ABC \), ta có:
\[
BC = \sqrt{AC^2 - AB^2} = \sqrt{9^2 - 6,3^2}
\]
Tính toán:
\[
BC = \sqrt{81 - 39,69} = \sqrt{41,31} \approx 6,43 \text{ cm}
\]
Bây giờ, ta sử dụng định lý cosin để tìm góc \( \angle ABC \):
\[
\cos(\angle ABC) = \frac{AB^2 + AC^2 - BC^2}{2 \cdot AB \cdot AC}
\]
Thay các giá trị vào:
\[
\cos(\angle ABC) = \frac{6,3^2 + 9^2 - 6,43^2}{2 \cdot 6,3 \cdot 9}
\]
Tính toán:
\[
\cos(\angle ABC) = \frac{39,69 + 81 - 41,31}{113,4} = \frac{79,38}{113,4} \approx 0,7
\]
Sử dụng bảng giá trị lượng giác, ta tìm được:
\[
\angle ABC \approx 45^\circ
\]
Vậy góc tạo bởi chùm tia với mặt da là khoảng \( 45^\circ \).
Câu 2:
Để giải bài toán này, ta cần sử dụng một số tính chất của tam giác đều và đường tròn.
1. Tính chất của tam giác đều nội tiếp đường tròn:
- Tam giác đều \( \triangle ABC \) nội tiếp đường tròn tâm \( O \) có nghĩa là \( O \) là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác \( \triangle ABC \).
- Trong tam giác đều, các cạnh bằng nhau và các góc đều bằng \( 60^\circ \).
2. Tính chất của điểm M trên cung nhỏ \( \overset\frown{BC} \):
- Điểm \( M \) nằm trên cung nhỏ \( \overset\frown{BC} \) không chứa điểm \( A \), do đó góc \( \angle BMC \) là góc ngoài của tam giác đều \( \triangle ABC \) và bằng \( 120^\circ \).
3. Áp dụng định lý cosin trong tam giác \( \triangle BMC \):
- Theo định lý cosin, ta có:
\[
BC^2 = MB^2 + MC^2 - 2 \cdot MB \cdot MC \cdot \cos(\angle BMC)
\]
- Thay các giá trị đã biết vào:
\[
BC^2 = 2^2 + 7^2 - 2 \cdot 2 \cdot 7 \cdot \cos(120^\circ)
\]
- Biết rằng \( \cos(120^\circ) = -\frac{1}{2} \), ta có:
\[
BC^2 = 4 + 49 + 2 \cdot 2 \cdot 7 \cdot \frac{1}{2}
\]
\[
BC^2 = 4 + 49 + 14 = 67
\]
- Do đó, \( BC = \sqrt{67} \).
4. Tính độ dài \( MA \):
- Vì \( M \) nằm trên đường tròn ngoại tiếp tam giác đều \( \triangle ABC \), nên \( MA = MB = MC \) khi \( M \) là điểm đối xứng của \( A \) qua \( O \).
- Tuy nhiên, trong trường hợp này, ta cần tính \( MA \) khi \( M \) không đối xứng với \( A \).
- Sử dụng định lý cosin trong tam giác \( \triangle BMA \) hoặc \( \triangle CMA \) để tìm \( MA \).
5. Kết luận:
- Do \( M \) nằm trên cung nhỏ \( \overset\frown{BC} \), ta có thể sử dụng tính chất đối xứng và các định lý hình học để tính toán chính xác độ dài \( MA \).
- Tuy nhiên, với các thông tin đã cho, ta cần thêm dữ liệu hoặc một cách tiếp cận khác để xác định chính xác độ dài \( MA \).
Với các bước trên, ta đã phân tích và sử dụng các tính chất hình học để tìm ra độ dài \( MA \). Tuy nhiên, để có kết quả chính xác, cần thêm thông tin hoặc cách tiếp cận khác.
Câu 3:
Để tìm độ dài cạnh \( BC \) của tam giác \( ABC \), ta có thể sử dụng công thức tính diện tích tam giác khi biết hai cạnh và góc xen giữa. Công thức này là:
\[
S = \frac{1}{2} \times AB \times AC \times \sin A
\]
Với \( S = 12 \), \( AB = 5 \), \( AC = 8 \), ta có:
\[
12 = \frac{1}{2} \times 5 \times 8 \times \sin A
\]
Giải phương trình trên để tìm \( \sin A \):
\[
12 = 20 \times \sin A \implies \sin A = \frac{12}{20} = \frac{3}{5}
\]
Bây giờ, ta sử dụng định lý cosin để tìm độ dài cạnh \( BC \). Định lý cosin cho tam giác \( ABC \) là:
\[
BC^2 = AB^2 + AC^2 - 2 \times AB \times AC \times \cos A
\]
Trước tiên, ta cần tìm \( \cos A \) bằng cách sử dụng hệ thức lượng giác cơ bản:
\[
\sin^2 A + \cos^2 A = 1
\]
Thay \( \sin A = \frac{3}{5} \) vào, ta có:
\[
\left(\frac{3}{5}\right)^2 + \cos^2 A = 1 \implies \frac{9}{25} + \cos^2 A = 1
\]
\[
\cos^2 A = 1 - \frac{9}{25} = \frac{16}{25}
\]
\[
\cos A = \frac{4}{5} \quad (\text{vì góc A nhọn nên } \cos A > 0)
\]
Bây giờ, thay các giá trị vào định lý cosin:
\[
BC^2 = 5^2 + 8^2 - 2 \times 5 \times 8 \times \frac{4}{5}
\]
\[
BC^2 = 25 + 64 - 2 \times 5 \times 8 \times \frac{4}{5}
\]
\[
BC^2 = 25 + 64 - 64
\]
\[
BC^2 = 25
\]
\[
BC = \sqrt{25} = 5
\]
Vậy, độ dài cạnh \( BC \) là 5.
Câu 4:
Để tìm khoảng cách từ A đến B, ta có thể sử dụng định lý cosin trong tam giác. Trong tam giác \( \triangle ABC \), ta biết:
- \( CA = 200 \, \text{m} \)
- \( CB = 180 \, \text{m} \)
- Góc \( \angle ACB = 60^\circ \)
Theo định lý cosin, ta có công thức:
\[
AB^2 = AC^2 + BC^2 - 2 \cdot AC \cdot BC \cdot \cos(\angle ACB)
\]
Thay các giá trị đã biết vào công thức:
\[
AB^2 = 200^2 + 180^2 - 2 \cdot 200 \cdot 180 \cdot \cos(60^\circ)
\]
Biết rằng \( \cos(60^\circ) = \frac{1}{2} \), ta thay vào:
\[
AB^2 = 200^2 + 180^2 - 2 \cdot 200 \cdot 180 \cdot \frac{1}{2}
\]
\[
AB^2 = 40000 + 32400 - 36000
\]
\[
AB^2 = 72400 - 36000
\]
\[
AB^2 = 36400
\]
Lấy căn bậc hai hai vế để tìm \( AB \):
\[
AB = \sqrt{36400}
\]
Tính giá trị này:
\[
AB \approx 190.52
\]
Làm tròn đến hàng đơn vị, ta có:
\[
AB \approx 191 \, \text{m}
\]
Vậy, khoảng cách từ A đến B là 191 mét.
Câu 5:
Bài 1: Tính chiều cao của cây
Cho \( AB = 10m \), \( HC = 1.7m \), \( \alpha = 63^\circ \), \( \beta = 48^\circ \).
Bước 1: Tính \( AH \) và \( BH \)
- Sử dụng định lý lượng giác trong tam giác vuông:
\[
\tan \alpha = \frac{CD}{AH} \Rightarrow AH = \frac{CD}{\tan \alpha}
\]
\[
\tan \beta = \frac{CD}{BH} \Rightarrow BH = \frac{CD}{\tan \beta}
\]
Bước 2: Tính \( CD \)
- Vì \( AH + BH = AB \), ta có:
\[
\frac{CD}{\tan \alpha} + \frac{CD}{\tan \beta} = 10
\]
\[
CD \left( \frac{1}{\tan \alpha} + \frac{1}{\tan \beta} \right) = 10
\]
\[
CD = \frac{10}{\frac{1}{\tan \alpha} + \frac{1}{\tan \beta}}
\]
- Tính toán:
\[
\tan 63^\circ \approx 1.9635, \quad \tan 48^\circ \approx 1.1106
\]
\[
\frac{1}{\tan 63^\circ} \approx 0.5095, \quad \frac{1}{\tan 48^\circ} \approx 0.9004
\]
\[
CD = \frac{10}{0.5095 + 0.9004} \approx \frac{10}{1.4099} \approx 7.09
\]
- Chiều cao của cây là:
\[
CD = 7.09 + 1.7 \approx 9 \, \text{m}
\]
Bài 2: Tìm độ dài lớn nhất của \( OB \)
Cho \(\widehat{xOy} = 30^\circ\), \(AB = 2\).
Bước 1: Sử dụng định lý cosin trong tam giác \(OAB\)
- Gọi \(OA = x\), \(OB = y\).
- Theo định lý cosin:
\[
AB^2 = OA^2 + OB^2 - 2 \cdot OA \cdot OB \cdot \cos 30^\circ
\]
\[
4 = x^2 + y^2 - xy \cdot \sqrt{3}
\]
Bước 2: Tìm giá trị lớn nhất của \(y\)
- Biến đổi phương trình:
\[
y^2 - xy \cdot \sqrt{3} + x^2 = 4
\]
- Để \(y\) lớn nhất, xét hàm số:
\[
y = \frac{\sqrt{3}}{2}x + \sqrt{4 - \frac{3}{4}x^2}
\]
- Tìm giá trị lớn nhất của \(y\) khi \(x\) thay đổi:
- \(x = 0\) thì \(y = 2\)
- \(x = 2\) thì \(y = 0\)
- Giá trị lớn nhất của \(y\) là \(2\).
Vậy độ dài lớn nhất của \(OB\) là \(2\) mét.