Sáng kiến kinh nghiệm Hướng dẫn học sinh lớp 7 vận dụng định lí Pytago

Mục lục
Tài liệu tham khảo	
Phần I. Mở đầu 
Lí do chọn đề tài	
Đối tượng, phạm vi nghiên cứu	
Phương pháp nghiên cứu 	
Phần II. Nội dung chính 
Dạy kĩ định lí bằng phương pháp thực hành
 2) Khắc sâu định lí bằng kí hiệu toán học
 3) Khắc sâu định lí Pytago thông qua các bài tập
 4) Khắc sâu định lí Pytago đảo thông qua các bài tập 
 5) Giải bài toán có nội dung định lí Pytago bằng phương pháp phân tích đi lên.
Phần III. Kết quả
Phần IV. Kết luận, khuyến nghị	
Trang 2
Trang 3
Trang 3
Trang 3
Trang 4
Trang 4
Trang 4
Trang 4
Trang 5
Trang 8
Trang 9
Trang 13
Trang 14
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Sách giáo khoa, sách bài tập Toán 7 tập 1 của Nhà xuất bản Giáo dục.
Sách giáo viên Toán 7 tập 1 của Nhà xuất bản Giáo dục.
Ôn tập và kiểm tra Toán 7 của Nhà xuất bản Đà Nẵng.
Bồi dưỡng Toán lớp 7 (tập 1) Nhà xuất bản Giáo dục.
Toán nâng cao và các chuyên đề hình học 7. Nhà xuất bản giáo dục.
PHẦN 1. MỞ ĐẦU
I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI :
 Là một giáo viên đứng lớp ai cũng mong muốn những kiến thức mà mình truyền đạt, được học sinh tiếp thu và vận dụng một cách nhanh nhất vào bài tập. Để làm được việc này tưởng chừng đơn giản nhưng lại rất khó khăn vì công việc đó không những đòi hỏi giáo viên phải có kiến thức, phải có kinh nghiệm  mà còn phải biết sáng tạo tìm ra phương pháp thích hợp cho từng bài dạy. 
 Từ khi ra trường, tôi không ngừng học hỏi kinh nghiệm và tìm tòi những phương pháp thích hợp nhất cho mỗi bài học, mỗi phần của bài học dù là kiến thức nhỏ nhất. Cũng như các giáo viên khác trong quá trình giảng dạy, khó khăn đã nảy sinh và một trong các vấn đề làm cho tôi suy nghĩ đó là khi dạy phần định lí Pytago.
 Như chúng ta đã biết ở môn hình học lớp 7, một trong những cách quan trọng để chứng minh một tam giác là tam giác vuông, đi tìm độ dài các cạnh của một tam giác vuông, chứng minh được trường hợp bằng nhau về cạnh huyền và cạnh góc vuông của hai tam giác vuông,... là việc ứng dụng định lí Pytago.
 Thế nhưng ở chương trình lớp 7, khi tiếp xúc với định lí Pytago, học sinh còn nhiều bỡ ngỡ, thường lúng túng trong việc nhận ra cạnh huyền, cạnh góc vuông, hay việc áp dụng định lí Pytago đảo để chứng minh một tam giác có vuông hay không,...
 Chính vì lí do đó, tôi đã cố gắng đúc kết lại những kinh nghiệm trong quá trình giảng dạy của mình, hy vọng giúp các em học sinh có những kĩ năng cần thiết để khắc sâu kiến thức và giải quyết các bài tập liên quan đến định lí Pytago, và tôi đã chọn đề tài sáng kiến kinh nghiệm: “Hướng dẫn học sinh lớp 7 vận dụng định lí Pytago”
II. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU.
Đối tượng nghiên cứu: 
 Định lí Pytago.
Phạm vi nghiên cứu:
Học sinh lớp 7A, 7B trường THPT Ngô Mây.
III. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI.
Tổng hợp kinh nghiệm từ việc giảng dạy, từ năm học 2009-2010 đến nay.
Phân tích tổng hợp các kiến thức và kĩ năng.
Phần 2. NỘI DUNG CHÍNH
Khi dạy định lí tôi chú trọng hướng dẫn các em những vấn đề trọng tâm như sau:
1) Dạy kĩ định lí bằng phương pháp thực hành:
 a) Yêu cầu học sinh vẽ một tam giác vuông có các cạnh góc vuông bằng 3cm, 4cm, sau đó đo độ dài cạnh huyền.
 b) Thực hành:
 - Lấy giấy trắng cắt tám tam giác vuông bằng nhau.Trong mỗi tam giác vuông đó, ta gọi độ dài các cạnh góc vuông là a, b, gọi độ dài cạnh huyền là c. Cắt hai tấm bìa hình vuông có cạnh bằng a + b .
 - Đặt bốn tam giác vuông lên tấm bìa hình vuông như hình 1. Phần bìa không bị che lấp là một hình vuông có cạnh bằng c, yêu cầu học sinh tính diện tích phần bìa đó theo c ? 
 + Phần bìa không bị các tam giác vuông che lấp là một hình vuông có cạnh là c, do đó diện tích phần bìa không bị che lấp này là : c2.
 - Đặt bốn tam giác vuông còn lại lên tấm bìa hình vuông thứ hai như hình vẽ 2. Phần bìa không bị che lấp gồm hai hình vuông có cạnh là a và b. Yêu cầu học sinh tính diện tích phần bìa đó theo a và b ?
 + Diện tích phần bìa không bị che lấp là : a2 + b2.
 - Yêu cầu học sinh rút ra nhận xét về quan hệ giữa c2 và a2 + b2.
 + Học sinh rút ra nhận xét : c2 = a2 + b2. 
( Vì chúng đều là phần không bị che lấp của hai tấm bìa hình vuông bằng nhau).
2) Khắc sâu định lí bằng kí hiệu toán học:
 * Định lí : 
 “Trong một tam giác vuông, bình phương của cạnh huyền bằng tổng các bình phương của hai cạnh góc vuông”
 ABC vuông tại A BC2 = AB2 + AC2.
 Để khắc sâu định lí bằng kí hiệu toán học, trước hết cho các em biết xác định : cạnh huyền là cạnh đối diện với góc vuông, nếu cạnh huyền là AC thì góc đối diện sẽ là góc B, nếu cạnh huyền là BC thì góc đối diện là góc A, nếu cạnh huyền là AB thì góc đối diện là góc C. Hiểu được như vậy thì học sinh có thể tóm tắt định lí một cách nhanh chóng và chính xác.
+ ABC vuông tại A BC2 = AB2 + AC2.
+ ABC vuông tại B AC2 = AB2 + BC2.
+ ABC vuông tại C AB2 = BC2 + AC2.
3) Khắc sâu định lí Pytago thông qua các bài tập:
Bài 1: 
 Tìm độ dài x trên các hình vẽ sau:
Phân tích: 
Ở hình vẽ a và b, x đóng vai trò là cạnh huyền. 
Ở hình vẽ c, x đóng vai trò là một cạnh góc vuông.
Ta chỉ cần áp dụng định lí Pytago để tìm x.
Giải: 
Áp dụng định lí Pytago vào các tam giác vuông trên ta có:
Bài 2: 
 Cho tam giác nhọn ABC. Kẻ AH vuông góc với BC. Tính chu vi tam giác ABC biết AC = 20cm, AH = 12cm, BH = 5cm.
Phân tích: 
 Chu vi của tam giác ABC = AB + AC + BC 
 AB2 = AH2 + HB2 ; BH + HC
 AC2 = HC2 + AH2 
Giải: AHB vuông tại H. Theo định lý Pytago, ta có
AB2 = AH2 + HB2 = 122 + 52
 = 144 + 25 = 169
Do đó AB = 13 cm
AHC vuông tại H. Theo định lý Pytago ta có
HC2 = AC2 – AH2 = 202 - 122
 = 400 – 144 = 256
Do đó HC = 16 cm
Chu vi của tam giác ABC là
AB + AC + BC = 13 + 20 + 21 = 54 cm
Bài 3: 
 Tính độ dài các cạnh góc vuông của một tam giác vuông cân có cạnh huyền bằng: 
 a) 2cm b) cm.
Phân tích: 
Tam giác vuông cân là tam giác vuông có hai cạnh góc vuông bằng nhau. Do đó nếu gọi một cạnh góc vuông là a (cm), thì độ dài cạnh góc vuông còn lại cũng bằng a (cm).
Áp dụng định lí Pytago vào tam giác vuông đó ta sẽ tính được độ dài cạnh góc vuông.
Giải: 
a) Gọi độ dài cạnh góc vuông là a (cm), a > 0
 Áp dụng định lí Pytago ta có: 
 a2 + a2 = 22 
 2a2 = 4.
 a2 = 2. 
 a = cm.
b) Gọi độ dài cạnh góc vuông là a (cm), a > 0.
 Áp dụng định lí Pytago ta có: 
 a2 + a2 = 2 
 2a2 = 2
 a2 = 1
 a = 1 cm.
Bài 4: 
 Tính đường chéo của một mặt bàn hình chữ nhật có chiều dài 10dm, chiều rộng 5dm.
Phân tích: 
 Đường chéo của mặt bàn hình chữ nhật chính là cạnh huyền của tam giác vuông có hai cạnh góc vuông lần lượt là: 5dm, 10dm.
Giải: Gọi độ dài đường chéo của mặt bàn hình chữ nhật là x (dm), x > 0.
Áp dụng định lí Pytago ta có: 
 11,2 dm
Bài 5: 
 Cho tam giác ABC vuông ở A. Một đường thẳng cắt hai cạnh AB và AC ở D và E. Chứng minh: 
Phân tích: 
Để chứng minh đẳng thức (*) ta có thể chứng minh đẳng thức (**) sau đó sử dụng quy tắc chuyển vế.
CD, CB, ED, EB lần lượt là cạnh huyền của các tam giác vuông: ADC, ABC, ADE, ABE.
Áp dụng định lí Pytago vào các tam giác vuông trên ta được 4 đẳng thức, sau đó cộng vế theo vế hai đẳng thức trong 4 đẳng thức trên sao cho kết quả thu được là một đẳng thức có một vế giống một vế của đẳng thức (**). Biến đổi vế còn lại rồi dùng quy tắc chuyển vế ta được điều phải chứng minh.
Giải: 
Áp dụng định lí Pytago trong tam giác vuông ADC: 
Áp dụng định lí Pytago trong tam giác vuông ABE: 
Cộng vế theo vế hai đẳng thức (1) và (2) ta được:
Áp dụng định lí Pytago trong các tam giác vuông: ADE, ABC ta được: 
Thay (4) vào (3) ta được: hay 
4) Khắc sâu định lí Pytago đảo thông qua các bài tập 
 * Định lí : 
 “Nếu một tam giác có bình phương của một cạnh bằng tổng các bình phương của hai cạnh kia thì tam giác đó là tam giác vuông”
 * Các bài tập :
Bài 1: 
 Tam giác DEF có: DE = 3cm, EF = 4cm, DF = 5cm. Khẳng định nào sau đây là đúng:
 A. vuông tại E
 B. vuông tại F
 C. vuông tại D
 D. không phải là tam giác vuông.
Phân tích: 
 Vì trong tam giác vuông, cạnh huyền là cạnh lớn nhất nên ta đi so sánh bình phương của cạnh lớn nhất với tổng các bình phương của hai cạnh nhỏ hơn. Nếu chúng bằng nhau thì theo định lí Pytago đảo tam giác đó là tam giác vuông. 
 Cụ thể: 52 = 25
 32 + 42 = 9 + 16 = 25
 32 + 42 = 52 
 Vì cạnh huyền là DF nên tam giác DEF vuông tại đỉnh đối diện với cạnh huyền, đó là đỉnh E.
Đáp án: A. vuông tại E
Bài 2: Tam giác nào là tam giác vuông trong các tam giác có độ dài ba cạnh như sau:
 a) 9cm, 15cm, 12cm
 b) 5dm, 13dm, 12dm
 c) 7m, 7m, 10m
Phân tích: 
 Tương tự như bài 1.
Đáp án: a) 9cm, 15cm, 12cm. Vì: 
 b) 5dm, 13dm, 12dm. Vì: 
5) Giải bài toán có nội dung định lí Pytago bằng phương pháp phân tích đi lên.
Bài 1: Trong tam giác ABC cho biết AB = 10cm, BC = 17cm. Vẽ BD vuông góc với AC tại D và BD = 8cm. Tính độ dài cạnh AC.
Phân tích: 
 AC = AD + DC
 BDA: ; BCD: BD2 + DC2 = BC2.
Giải: 
 Trong tam giác vuông BCD ta có: 
 BD2 + DC2 = BC2 (định lí Pytago)
Tương tự trong tam giác vuông BDA có:
Vậy AC = AD + DC = 6 + 15 = 21 (cm).
Bài 2: 
 Trên các cạnh BC và CD của hình vuông ABCD, lấy các điểm E và F sao cho : EC = 2EB và FC = FD. Chứng minh: .
Phân tích: 
 .
 MEA = FEA
 MA = AF ; ME = EF
 MBA = FDA; MB + BE; 
Giải:
Gọi độ dài cạnh hình vuông là a. 
Trên tia đối của tia BC lấy một điểm M sao cho .
Trong tam giác ECF ta có: 
Theo định lí Pytago: 
Ta lại có: 
Do đó: ME = EF (1)
 MBA = FDA (c.g.c) nên MA = AF (2)
Từ (1) và (2): MEA = FEA (c.c.c). 
 Suy ra .
Bài 3: 
 Cho hình chữ nhật ABCD và một điểm M bất kì. Chứng minh:
 MA2 + MC2 = MB2 + MD2.
Phân tích: 
  ; QC = PB, DQ = PA 
  ;   
 Qua M dựng PQ//BC. 
Giải: 
 Qua M dựng PQ//BC. 
Từ các tam giác vuông ta suy ra :
Do vậy : 
Tương tự : 
Nhưng QC = PB, DQ = PA nên 
PHẦN 3. KẾT QUẢ 
 Tôi đã dùng phương pháp này thực hiện đối với lớp 7A, 7B trường THPT Ngô Mây, với sự hướng dẫn của tôi các em hứng thú học tập và tiếp thu bài tốt. Những em học sinh yếu thì tiến bộ rõ rệt. Đồng thời, khi sử dụng phương pháp này cũng hình thành cho các em phương pháp giải một số bài toán có sử dụng định lí Pytago, các em làm tốt dạng toán này ở lớp 7 thì lên lớp 8, lớp 9, và ở các lớp trên nữa các em sẽ luôn ghi nhớ định lí Pytago và giải các bài tập liên quan đến định lí này một cách dễ dàng.
Bảng thống kê chất lượng học sinh khi chưa áp dụng sáng kiến:
Lớp
Xếp loại
TB trở lên
Giỏi
Khá
TB
Yếu
7A. 28 hs
0
4 (14,3%)
18 (64,3%)
6 (21,4%)
22 (78,6%)
7B. 26 hs
0
3 (11,5 %)
14 (53,8%)
9 (34,7 %)
17 (65,3 %)
Tổng: 54 hs
0
7 (13 %)
32 (59,2 %)
15 (27,8 %)
39 (72 %)
Bảng thống kê chất lượng học sinh khi đã áp dụng sáng kiến:
Lớp
Xếp loại
TB trở lên
Giỏi
Khá
TB
Yếu
7A. 28 hs
3 ( 10,7 %)
6 (21,4%)
19 (67,9 %)
0
28 (100%)
7B. 26 hs
1 (3,8 %)
5 (19,2 %)
18 (69,2 %)
2 (7,8 %)
24 ( 92,2 %)
Tổng: 54 hs
4 (7,4 %)
11 (20,4 %)
37 (68,5 %)
2 (3,7 %)
52 (96,3 %)
PHẦN 4. KẾT LUẬN, KHUYẾN NGHỊ
Kết luận.
 Với lượng kiến thức lĩnh hội được ngày một tăng lên và khó thêm, học sinh sẽ gặp khó khăn hơn để ghi nhớ những kiến thức đồ sộ của tất cả các môn học trong đầu. Vì thế, rất cần các thầy cô truyền đạt kiến thức tới học sinh một cách dễ hiểu, dễ ghi nhớ và nhớ lâu. Từ đó tôi thấy mình cần phải học hỏi nhiều hơn nữa, nghiên cứu nhiều hơn nữa những loại sách để bổ trợ cho môn toán. Giúp bản thân ngày một vững vàng hơn về kiến thức và phương pháp giảng dạy, giúp cho học sinh yêu thích môn toán, không còn coi môn toán là môn học khô khan và khó nữa. Đồng thời không chỉ với định lí Pytago, với môn hình học 7, mà tôi cần tiếp cận với những mảng kiến thức khác của môn toán để làm sao khi giảng dạy kiến thức truyền đạt tới các em sẽ không còn cứng nhắc và áp đặt.
Khuyến nghị.
 1. Trọng tâm của sáng kiến thuộc về phần II. Nội dung chính gồm 5 vấn đề cần chú trọng khi dạy định lí Pytago. Trong đó có các ví dụ, các bài tập có sự phân tích, hướng dẫn, giải kĩ lưỡng, dễ hiểu, logic, chặt chẽ. Từ đó giúp học sinh khắc phục những sai lầm thường gặp khi giải bài toán có sử dụng định lí Pytago.
 2. Về cơ sở luận, giúp các em nhận thức và hiểu đầy đủ về định lí Pytago, phân biệt với định lí Pytago đảo. Ở lớp 7, định lí Pytago dùng để áp dụng vào tam giác đã biết là vuông, định lí Pytago đảo dùng để kiểm tra một tam giác với độ dài 3 cạnh cho trước có phải là một tam giác vuông hay không.
 Tính khoa học xuyên suốt trong quá trình trình bày sáng kiến ở chỗ giúp cho học sinh hình thành kiến thức mới thông qua con đường : từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, từ tư duy trừu tượng áp dụng vào thực tiễn giải bài toán cụ thể.
 3. Đề xuất:
 Tôi trình bày đề tài trên với những kinh nghiệm hiện có chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót nhất định. Rất mong quý cấp lãnh đạo, các bạn đồng nghiệp góp ý phê bình thẳng thắn để đề tài này thành một thực tiễn giúp các em học sinh tự học, tự rèn. 	
 Duyệt của Hội đồng Kon Tum tháng 04 năm 2013
 khoa học nhà trường Người viết
 Bùi Thị Bình