Cho tam giác đều ABC có cạnh bằng 3 cm và nội tiếp đường tròn (O) như hình bên.

a) Tính bán kính R của đường tròn (O).

b) Tính diện tích hình viên phân giới hạn bởi dây cung BC và cung nhỏ BC.

Gọi R, r lần lượt là bán kính đường tròn ngoại tiếp và đường tròn nội tiếp của tam giác đều ABC. Ta có \(R = \frac{{\sqrt 3 }}{3}.4 = \frac{{4\sqrt 3 }}{3}\) (cm), \(r = \frac{{\sqrt 3 }}{6}.4 = \frac{{2\sqrt 3 }}{3}\) (cm).

a) Phần đất cần tính diện tích có dạng hình một tam giác ABC, với AB = 900 m, AC = 1 200 m, BC = 1 500 m.

Ta thấy BC² = AB² + AC².

Do vậy, theo định lí Pythagore đảo thì ABC là tam giác vuông tại A.

Chu vi và diện tích của tam giác ABC lần lượt là:

\(\mathcal{C} = AB + AC + BC = 900 + 1\,\,200 + 1\,\,500 = 3\,\,600\) (m); \({S_{ABC}} = \frac{1}{2}AB.AC = 540\,\,000\) (m²).

b) Để khách sạn cách đều cả ba con đường thì cần phải được xây vào đúng vị trí tâm đường tròn nội tiếp của tam giác ABC.

Khi đó cho chiều cao hạ từ đỉnh I xuống các cạnh BC, CA, AB của các tam giác IBC, ICA, IAB đều bằng đường kính r của đường tròn nội tiếp tam giác ABC. Do đó

\({S_{ABC}} = {S_{IBC}} + {S_{ICA}} + {S_{IAB}} = \frac{1}{2}r.\left( {AB + AC + BC} \right) = \frac{{r.\mathcal{C}}}{2}.\)

Suy ra \(r = \frac{{2 \cdot {S_{ABC}}}}{\mathcal{C}} = \frac{{2 \cdot 540\,\,000}}{{3600}} = 300\) (m).

Vậy khách sạn sẽ cách mỗi con đường là 300 m.