Bài 4.28 (trang 97). Hãy đếm xem trong hình bên có bao nhiêu hình vuông.
Kiến thức cần nhớ
Hình vuông là tứ giác có 4 cạnh bằng nhau và 4 góc vuông.
Khi đếm hình phải xét cả những hình được ghép từ nhiều ô nhỏ liền kề, không chỉ đếm các ô đơn lẻ.
1Cách 1. Phân loại theo kích cỡ
Định hướng. Hình vuông lớn được chia bởi 2 đường thẳng thành 4 ô bằng nhau, nên chỉ có 2 cỡ hình vuông xuất hiện: cỡ ô nhỏ và cỡ cả hình lớn.
Hình vuông cỡ nhỏ (mỗi ô): (1), (2), (3), (4) — có 4 hình Hình vuông cỡ lớn (gồm cả 4 ô): 1 hình Tổng số hình vuông: 4+1=5
Vậy trong hình có tất cả 5 hình vuông.
2Cách 2. Liệt kê mọi cách gộp ô rồi loại bỏ hình không phải hình vuông
Định hướng. Xét hết các cách gộp những ô liền kề với nhau, hình nào có 4 cạnh bằng nhau mới giữ lại.
Gộp 1 ô: (1), (2), (3), (4) — cả 4 đều là hình vuông Gộp 2 ô liền kề: (1)+(2), (3)+(4), (1)+(3), (2)+(4) — đều là hình chữ nhật, không phải hình vuông, loại Gộp 4 ô: (1)+(2)+(3)+(4) — là hình vuông lớn, giữ lại Số hình vuông tìm được: 4+1=5
Vậy trong hình có tất cả 5 hình vuông.
Nhận xét. Cách 2 xét đủ mọi khả năng nên chắc chắn không bỏ sót, còn Cách 1 nhanh hơn vì đã nhìn ra ngay chỉ có hai cỡ hình vuông.
Đáp số.Có tất cả 5 hình vuông.
Sai lầm thường gặp.Chỉ đếm 4 ô vuông nhỏ mà quên hình vuông lớn bao ngoài, dẫn đến kết quả thiếu (chỉ ra 4).
Bài 2 · 4.29★★Trang 97— Đếm hình ghép từ các tam giác đều bằng nhau
Bài 4.29 (trang 97). Hãy đếm số hình tam giác đều, số hình thang cân và số hình thoi trong hình vẽ bên.
Kiến thức cần nhớ
Ba đường nối trung điểm các cạnh của tam giác đều chia tam giác đó thành 4 tam giác đều bằng nhau.
Hai tam giác đều bằng nhau chung một cạnh ghép thành một hình thoi; ba tam giác đều xếp thành một hàng ghép thành một hình thang cân.
1Cách 1. Đặt tên 4 tam giác nhỏ rồi liệt kê
Định hướng. Tam giác lớn được chia thành 4 tam giác đều bằng nhau: (1) ở đỉnh trên, (2) ở góc trái dưới, (3) ở góc phải dưới, (4) ở giữa (tam giác lộn ngược); từ 4 mảnh này ghép ra mọi hình cần đếm.
Tam giác đều: (1), (2), (3), (4) và cả tam giác lớn (1)+(2)+(3)+(4) — có 4+1=5 hình Hình thoi: (1)+(4), (2)+(4), (3)+(4) — có 3 hình Hình thang cân: (2)+(4)+(3) (bỏ tam giác đỉnh) — có 1 hình
Vậy có 5 hình tam giác đều, 1 hình thang cân và 3 hình thoi.
2Cách 2. Dùng tính chất đường trung bình để suy luận
Định hướng. Mỗi cạnh của tam giác (4) đều là đường trung bình của tam giác lớn nên song song và bằng nửa cạnh đáy tương ứng; nhờ đó suy ra ngay hình dạng của các mảnh ghép mà không cần vẽ thêm.
Hai tam giác đều kề nhau chung một cạnh luôn có 4 cạnh bằng nhau nên hình ghép là hình thoi: (1)+(4), (2)+(4), (3)+(4) — 3 hình thoi Ba tam giác (2), (4), (3) xếp một hàng có đáy dưới dài gấp đôi đáy trên và hai đáy song song (do (4) là đường trung bình) nên hình ghép là hình thang cân — 1 hình Số tam giác đều không đổi: 4+1=5
Vậy có 5 hình tam giác đều, 1 hình thang cân và 3 hình thoi.
Nhận xét. Hai cách cho cùng một kết quả; Cách 2 giải thích được VÌ SAO các hình ghép đúng là hình thoi, hình thang cân chứ không chỉ dựa vào quan sát bằng mắt.
Đáp số.5 hình tam giác đều · 1 hình thang cân · 3 hình thoi
Sai lầm thường gặp.Quên không tính tam giác lớn (gồm cả 4 mảnh) vào số tam giác đều, hoặc nhầm hình ghép từ 2 tam giác không kề cạnh cũng là hình thoi.
Bài 3 · 4.30★Trang 97— Vẽ hình bằng thước và compa / thước đo góc
Bài 4.30 (trang 97). Vẽ hình theo các yêu cầu sau: a) Hình tam giác đều có cạnh bằng 5 cm. b) Hình vuông có cạnh bằng 6 cm. c) Hình chữ nhật có chiều dài 4 cm, chiều rộng 3 cm.
Kiến thức cần nhớ
Tam giác đều có 3 cạnh bằng nhau và 3 góc bằng 60∘.
Hình vuông có 4 cạnh bằng nhau và 4 góc vuông.
Hình chữ nhật có các cạnh đối bằng nhau và 4 góc vuông.
1Cách 1. Vẽ bằng thước thẳng và compa
Định hướng. Dùng compa để dựng các đoạn bằng nhau, không cần đo góc trực tiếp.
a) Vẽ đoạn AB=5 cm. Vẽ 2 cung tròn tâm A, tâm B cùng bán kính 5 cm, cắt nhau tại C. Nối AC, BC b) Vẽ đoạn MN=6 cm. Dùng êke dựng 2 tia vuông góc với MN tại M, N (cùng phía); trên đó lấy MP=NQ=6 cm. Nối PQ c) Vẽ đoạn EF=4 cm. Dùng êke dựng 2 tia vuông góc với EF tại E, F (cùng phía); trên đó lấy EH=FG=3 cm. Nối HG
Vậy a) ABC là tam giác đều cạnh 5 cm; b) MNQP là hình vuông cạnh 6 cm; c) EFGH là hình chữ nhật 4 cm×3 cm.
2Cách 2. Vẽ bằng thước đo góc và thước thẳng
Định hướng. Dựng trực tiếp số đo góc đặc trưng của mỗi hình rồi đo cạnh, không cần vẽ cung tròn.
a) Vẽ đoạn AB=5 cm. Tại A vẽ tia tạo với AB góc 60∘, lấy AC=5 cm trên tia đó. Nối BC b) Vẽ đoạn MN=6 cm. Tại M, N vẽ 2 tia tạo với MN góc 90∘ (cùng phía), lấy MP=NQ=6 cm. Nối PQ c) Vẽ đoạn EF=4 cm. Tại E, F vẽ 2 tia tạo với EF góc 90∘ (cùng phía), lấy EH=FG=3 cm. Nối HG
Vậy a) tam giác ABC cân tại A có góc 60∘ nên là tam giác đều; b) MNQP là hình vuông cạnh 6 cm; c) EFGH là hình chữ nhật 4 cm×3 cm.
Nhận xét. Cách 1 chỉ cần compa nên dựng nhanh và chính xác; Cách 2 cần thêm thước đo góc nhưng trực quan hơn khi kiểm tra lại hình đã vẽ.
Đáp số.a) Tam giác đều cạnh 5 cm; b) Hình vuông cạnh 6 cm; c) Hình chữ nhật 4 cm × 3 cm (hình vẽ minh hoạ ở trên).
Sai lầm thường gặp.Dựng hình vuông, hình chữ nhật mà không dùng êke để tạo góc vuông, khiến hình bị méo (không còn là hình vuông/hình chữ nhật thật sự).
Bài 4 · 4.31★★Trang 97— Vẽ hình bình hành, hình thoi theo cạnh cho trước
Bài 4.31 (trang 97). a) Vẽ hình bình hành có một cạnh dài 4 cm, một cạnh dài 3 cm. b) Vẽ hình thoi có cạnh bằng 3 cm.
Kiến thức cần nhớ
Hình bình hành có các cặp cạnh đối song song và bằng nhau.
Hình thoi có 4 cạnh bằng nhau; hai đường chéo vuông góc với nhau tại trung điểm mỗi đường.
1Cách 1. Dựng bằng compa, dựa vào tính chất cạnh bằng nhau
Định hướng. Cả hai hình đều có các cạnh với độ dài xác định, nên dùng compa quay 2 cung tròn giao nhau để tìm đỉnh còn thiếu.
a) Vẽ góc bất kì đỉnh A; trên 2 cạnh lấy AB=4 cm, AD=3 cm. Vẽ cung tròn tâm B bán kính 3 cm và cung tròn tâm D bán kính 4 cm, cắt nhau tại C. Nối BC, DC b) Vẽ góc bất kì đỉnh A; trên 2 cạnh lấy AB=AD=3 cm. Vẽ cung tròn tâm B và tâm D cùng bán kính 3 cm, cắt nhau tại C. Nối BC, DC
Vậy a) ABCD là hình bình hành có AB=4 cm, AD=3 cm; b) ABCD là hình thoi cạnh 3 cm.
2Cách 2. Dựng qua đường song song và đường chéo
Định hướng. Thay vì dùng compa, dựng trực tiếp theo đặc điểm cạnh đối song song (hình bình hành) và đường chéo vuông góc tại trung điểm (hình thoi).
a) Vẽ đoạn AB=4 cm và đoạn AD=3 cm theo hướng bất kì. Từ B kẻ tia song song với AD, từ D kẻ tia song song với AB, hai tia cắt nhau tại C b) Vẽ 2 đoạn thẳng AC, BD vuông góc với nhau tại trung điểm O của mỗi đoạn, với độ dài OA, OB thoả OA2+OB2=32 (chẳng hạn OA=2,4 cm, OB=1,8 cm). Nối 4 đỉnh A, B, C, D
Vậy a) ABCD là hình bình hành vì có 2 cặp cạnh đối song song; b) ABCD là hình thoi vì có 2 đường chéo vuông góc tại trung điểm mỗi đường.
Nhận xét. Cách 1 nhanh và chắc tay hơn với compa; Cách 2 giúp hiểu rõ vì sao hình vẽ được đúng là hình bình hành, hình thoi dựa trên tính chất đường chéo.
Đáp số.a) Hình bình hành ABCD với AB=4 cm, AD=3 cm; b) Hình thoi ABCD cạnh 3 cm (hình vẽ minh hoạ ở trên).
Sai lầm thường gặp.Vẽ hình thoi nhưng 2 đường chéo không vuông góc (chỉ tạo ra hình bình hành thường); hoặc dựng hình bình hành mà lấy 2 cạnh không song song, khiến hình trở thành hình thang.
Bài 6 · 4.33★★★Trang 97— Diện tích hình thoi và lục giác đều qua 2 đường chéo
Bài 4.33 (trang 97). Cho hình lục giác đều ABCDEF như hình sau, biết OA=6 cm; BF=10,4 cm. a) Tính diện tích hình thoi ABOF. b) Tính diện tích hình lục giác đều ABCDEF.
Kiến thức cần nhớ
Trong lục giác đều tâm O, các đoạn OA,OB,OC,OD,OE,OF bằng nhau và bằng cạnh của lục giác.
Diện tích hình thoi bằng nửa tích hai đường chéo: S=2d1×d2.
Lục giác đều ABCDEF được ghép từ 3 hình thoi bằng nhau: ABOF, BCDO, DEFO.
1Cách 1. Dùng công thức đường chéo hình thoi rồi nhân 3
Định hướng. Tứ giác ABOF có 2 đường chéo là AO và BF vuông góc với nhau, nên tính diện tích bằng công thức đường chéo; lục giác gồm đúng 3 hình thoi như vậy ghép quanh tâm O.
a) SABOF=2OA×BF SABOF=26×10,4=262,4=31,2 (cm2) b) SABCDEF=3×SABOF SABCDEF=3×31,2=93,6 (cm2)
Vậy a) SABOF=31,2 cm2; b) SABCDEF=93,6 cm2.
2Cách 2. Chia thành các tam giác đều cạnh 6 cm
Định hướng. Vì OA=OB=AB=6 cm nên OAB là tam giác đều; hình thoi ABOF gồm 2 tam giác đều như vậy, còn cả lục giác gồm 6 tam giác đều ghép quanh tâm O — dùng công thức diện tích tam giác đều để kiểm tra lại.
Diện tích 1 tam giác đều cạnh 6 cm: S1=4623=93≈15,6 (cm2) a) SABOF=2×S1≈2×15,6=31,2 (cm2) b) SABCDEF=6×S1≈6×15,6=93,6 (cm2)
Vậy a) SABOF≈31,2 cm2; b) SABCDEF≈93,6 cm2, khớp với Cách 1.
Nhận xét. Số 10,4 chỉ là giá trị gần đúng của 63 nên hai cách cho kết quả xấp xỉ nhau; Cách 2 cho thấy rõ vì sao lục giác đều lại gấp đúng 3 lần diện tích hình thoi ABOF.
Đáp số.a) SABOF=31,2 cm2; b) SABCDEF=93,6 cm2.
Sai lầm thường gặp.Nhầm 2 đường chéo của hình thoi ABOF là AB và OF (vốn là cạnh) thay vì AO và BF; hoặc tưởng lục giác chỉ gồm 2 hình thoi nên lấy SABCDEF=2×SABOF.
Bài 7 · 4.34★★★Trang 97— Diện tích hình ghép từ nhiều hình chữ nhật
Bài 4.34 (trang 97). Một mảnh vườn có hình dạng như hình dưới đây. Tính diện tích mảnh vườn.
Kiến thức cần nhớ
Ở một hình có các cạnh vuông góc từng đôi một (hình bậc thang), tổng các cạnh nằm ngang theo một chiều bằng tổng các cạnh nằm ngang theo chiều ngược lại; tương tự với các cạnh thẳng đứng.
Có thể tính diện tích một hình phức tạp bằng cách chia thành nhiều hình chữ nhật, hoặc lấy hình chữ nhật bao ngoài rồi trừ đi phần thừa.
1Cách 1. Chia mảnh vườn thành 3 hình chữ nhật
Định hướng. Cạnh trên cùng và cạnh bên trái chưa cho số đo, cần suy ra trước từ các cạnh đã biết rồi mới chia hình thành 3 dải hình chữ nhật nằm ngang để cộng diện tích.
Cạnh trên cùng: 7+6−2=11 (m) Cạnh bên trái: 2+5−3=4 (m) Dải trên (cao 2 m): 11×2=22 (m2) Dải giữa (rộng 11+2=13 m, cao 5−3=2 m): 13×2=26 (m2) Dải dưới (cao 3 m, đáy 7 m): 7×3=21 (m2) Diện tích mảnh vườn: 22+26+21=69 (m2)
Vậy diện tích mảnh vườn là 69 m2.
2Cách 2. Lấy hình chữ nhật bao ngoài rồi trừ 2 phần khuyết
Định hướng. Vẽ thêm hình chữ nhật nhỏ nhất bao trọn cả mảnh vườn, khi đó mảnh vườn chính là hình chữ nhật đó trừ đi 2 góc bị khuyết ở phía trên bên phải và phía dưới bên trái.
Hình chữ nhật bao ngoài: chiều dài 7+6=13 (m), chiều rộng 2+5=7 (m) Diện tích hình chữ nhật bao ngoài: S1=13×7=91 (m2) Góc khuyết trên phải: 2×2=4 (m2) Góc khuyết dưới trái: 6×3=18 (m2) Diện tích mảnh vườn: 91−4−18=69 (m2)
Vậy diện tích mảnh vườn là 69 m2.
Nhận xét. Cách 1 cộng dần từng dải, Cách 2 trừ ngược từ hình bao ngoài; cả hai cùng cho 69 m2 nên kết quả đáng tin cậy.
Đáp số.Diện tích mảnh vườn là 69 m2.
Sai lầm thường gặp.Cộng nhầm hoặc bỏ quên bước suy ra 2 cạnh chưa biết (cạnh trên cùng 11 m, cạnh trái 4 m) mà lấy đại một cạnh đã cho gán cho chúng; ở Cách 2, cộng nhầm diện tích 2 góc khuyết thay vì trừ.
Bài 8 · 4.35★★★Trang 97— Cắt ghép hình chữ nhật thành hình vuông có cùng diện tích
Bài 4.35 (trang 97). Một hình chữ nhật có chiều dài gấp đôi chiều rộng. Hãy cắt và ghép lại thành một hình vuông có diện tích tương đương. (Minh hoạ với hình chữ nhật có chiều rộng 4 cm, chiều dài 8 cm.)
Kiến thức cần nhớ
Khi cắt một hình ra nhiều mảnh rồi ghép lại thành hình khác, diện tích của hình mới luôn bằng tổng diện tích các mảnh, tức bằng diện tích hình ban đầu.
Hình vuông cạnh a chia theo 2 đường chéo cho 4 tam giác vuông cân bằng nhau, cạnh góc vuông a, cạnh huyền a2.
1Cách 1. Cắt theo đường chéo của 2 hình vuông thành phần
Định hướng. Vì chiều dài gấp đôi chiều rộng nên hình chữ nhật chính là 2 hình vuông cạnh 4 cm ghép cạnh nhau; cắt mỗi hình vuông theo 1 đường chéo rồi chụm các đỉnh góc vuông vào một điểm sẽ dựng lại được đúng 1 hình vuông lớn.
Hình chữ nhật 4 cm×8 cm = 2 hình vuông cạnh 4 cm ghép cạnh nhau Cắt mỗi hình vuông theo 1 đường chéo, được 4 tam giác vuông cân cạnh góc vuông 4 cm, cạnh huyền 42 cm Ghép 4 tam giác đó sao cho 4 đỉnh góc vuông chụm vào 1 điểm, 4 cạnh huyền quay ra ngoài Được hình vuông cạnh 42 cm
Vậy ghép được hình vuông cạnh 42 cm (xem hình minh hoạ ở trên).
2Cách 2. Kiểm tra bằng bảo toàn diện tích
Định hướng. Cắt ghép không làm tăng hay giảm diện tích, nên chỉ cần tìm cạnh s của hình vuông sao cho s2 đúng bằng diện tích hình chữ nhật, rồi đối chiếu với cách ghép ở Cách 1.
Diện tích hình chữ nhật: 4×8=32 (cm2) Gọi s là cạnh hình vuông cần dựng: s2=32 s=32=42 (cm) Theo Pythagore, cạnh huyền của tam giác vuông cân cạnh góc vuông 4 cm là 42+42=42 cm, đúng bằng s
Vậy hình vuông cần dựng có cạnh 42 cm, diện tích 32 cm2 bằng đúng diện tích hình chữ nhật ban đầu, khớp với cách cắt ghép ở Cách 1.
Nhận xét. Cách 2 giải thích vì sao cách cắt theo đường chéo ở Cách 1 là đúng, chứ không chỉ dựa vào hình vẽ.
Đáp số.Cắt hình chữ nhật (rộng 4 cm, dài 8 cm) theo 2 đường chéo của 2 hình vuông thành phần thành 4 tam giác vuông cân, ghép lại được hình vuông cạnh 42 cm, diện tích 32 cm2 bằng diện tích hình chữ nhật ban đầu.
Sai lầm thường gặp.Cắt tuỳ tiện không theo đường chéo của 2 hình vuông thành phần nên khi ghép các mảnh bị hở hoặc chồng mép, không tạo thành hình vuông thật sự.
Bài 9 · 4.36★★★Trang 97— Diện tích hình thang và bài toán chi phí theo đơn vị diện tích
Bài 4.36 (trang 97). Bản thiết kế một hiên nhà được biểu thị ở hình sau. Nếu chi phí làm mỗi 9 dm2 hiên là 103 nghìn đồng thì chi phí của cả hiên nhà sẽ là bao nhiêu?
Kiến thức cần nhớ
Diện tích hình thang bằng tổng độ dài 2 đáy nhân chiều cao rồi chia 2: S=2(a+b)×h.
Đoạn thẳng 45 dm vẽ trong hình là đường cao (khoảng cách vuông góc giữa 2 đáy), không phải cạnh bên của hình thang.
1Cách 1. Áp dụng trực tiếp công thức hình thang
Định hướng. Đề đã cho đủ 2 đáy và chiều cao của hình thang nên tính diện tích trước, rồi đổi ra số phần 9 dm2 để nhân với đơn giá.
S=2(54+72)×45 S=2126×45=25670=2835 (dm2) Số phần 9 dm2: 2835:9=315 (phần) Chi phí: 315×103=32445 (nghìn đồng)
Vậy chi phí làm cả hiên nhà là 32445 nghìn đồng, tức 32445000 đồng.
2Cách 2. Lấy hình chữ nhật ngoại tiếp rồi trừ 2 tam giác
Định hướng. Dựng hình chữ nhật nhỏ nhất bao quanh hình thang (một cạnh bằng đáy lớn, cạnh kia bằng chiều cao), khi đó hình thang chính là hình chữ nhật đó trừ đi 2 tam giác vuông ở 2 góc trên.
Hình chữ nhật bao ngoài: 72×45=3240 (dm2) Tổng 2 đáy của 2 tam giác bị trừ: 72−54=18 (dm) Tổng diện tích 2 tam giác (cùng chiều cao 45 dm): 218×45=405 (dm2) Diện tích hiên: 3240−405=2835 (dm2) Số phần 9 dm2: 2835:9=315 (phần); Chi phí: 315×103=32445 (nghìn đồng)
Vậy chi phí làm cả hiên nhà là 32445 nghìn đồng, tức 32445000 đồng, khớp với Cách 1.
Nhận xét. Cách 2 không cần nhớ công thức hình thang, chỉ cần biết diện tích hình chữ nhật và tam giác, nên dùng được cả khi lỡ quên công thức ở Cách 1.
Đáp số.Diện tích hiên nhà là 2835 dm2; chi phí làm cả hiên là 32445000 đồng.
Sai lầm thường gặp.Nhầm đoạn 45 dm là cạnh bên (cạnh xiên) của hình thang rồi cộng nó vào chu vi thay vì dùng làm chiều cao; hoặc tính xong số phần 315 mà quên nhân với đơn giá 103 nghìn đồng.