Bài 4: Ta có với . Gọi M là trung điểm của BC. Vẽ (H thuộc AM) và (K thuộc AM). Chúng ta cần chứng minh rằng BH = CK.
Để chứng minh điều này, ta sẽ sử dụng tính chất của tam giác vuông.
Vì M là trung điểm của BC, ta có BM = MC.
Vì BH vuông góc với AM, ta có .
Do đó, theo định lý Pythagoras trong tam giác vuông BHM, ta có .
Tương tự, vì CK vuông góc với AM, ta có .
Do đó, theo định lý Pythagoras trong tam giác vuông CKM, ta có .
Vì BM = MC và KM = HM (vì M là trung điểm của BC), ta có .
Từ đó, ta suy ra .
Vậy BH = CK.
Đáp số: BH = CK.
Bài 5:
a) Ta có với D là trung điểm của AB. Đường thẳng qua D và song song với BC cắt AC tại E. Đường thẳng qua E và song song với AB cắt BC tại P. Chúng ta cần chứng minh AD = EF.
Vì D là trung điểm của AB, ta có AD = DB.
Vì DE || BC và DP || AB, ta có theo tỉ lệ 1:2 (vì D là trung điểm của AB).
Từ đó, ta có .
Vì AD = BD, ta có .
Do đó, AE = EP.
Vì EP || BC và EF || AB, ta có theo tỉ lệ 1:2 (vì E là trung điểm của PC).
Từ đó, ta có .
Vì AE = EP, ta có .
Do đó, AF = FC.
Vậy AD = EF.
b) Ta cần chứng minh .
Vì AD = EF và (do DE || BC và EP || AB), ta có theo tiêu chuẩn hai góc và một cạnh bằng nhau.
Đáp số: a) AD = EF; b) .
Bài 6:
a) Ta có góc nhọn , A thuộc Ox và B thuộc Oy sao cho OA = OB. Kẻ AH vuông góc với Oy và BL vuông góc với Ox. Chúng ta cần chứng minh là tam giác cân.
Vì OA = OB và AH vuông góc với Oy, ta có .
Tương tự, vì OA = OB và BL vuông góc với Ox, ta có .
Do đó, .
Vì AH vuông góc với Oy và BL vuông góc với Ox, ta có .
Từ đó, ta suy ra .
Vậy là tam giác cân.
b) Gọi I là giao điểm của AH và BK. Chúng ta cần chứng minh OI là tia phân giác của góc .
Vì là tam giác cân, ta có OH = OK.
Vì OA = OB và AH vuông góc với Oy, ta có .
Tương tự, vì OA = OB và BL vuông góc với Ox, ta có .
Do đó, .
Vì AH và BL cắt nhau tại I, ta có .
Từ đó, ta suy ra OI là tia phân giác của góc .
Đáp số: a) là tam giác cân; b) OI là tia phân giác của góc .