Bài 77.
a) Chứng minh cân.
- Trong tam giác vuông , ta có là trung tuyến ứng với cạnh huyền . Theo tính chất của trung tuyến trong tam giác vuông, ta có .
- Mặt khác, cũng là đoạn thẳng từ đỉnh đến đỉnh của tam giác . Vì là trung điểm của , nên .
- Do đó, , suy ra là tam giác cân tại .
b) Chứng minh là hình thoi.
- Ta đã biết (từ phần a).
- Xét tam giác và tam giác :
- chung.
- (vì là trung điểm của ).
- (vì ).
- Do đó, (cạnh huyền - cạnh góc vuông).
- Suy ra và .
- Xét tam giác và tam giác :
- (theo đề bài).
- chung.
- (vì và ).
- Do đó, (cạnh huyền - cạnh góc vuông).
- Suy ra và .
- Vậy là hình thoi (vì các cạnh đối bằng nhau và các đường chéo vuông góc với nhau).
c) Chứng minh ba điểm , , thẳng hàng.
- Ta đã biết là trung điểm của , tức là .
- Xét tam giác và tam giác :
- (theo đề bài).
- (vì là trung điểm của ).
- (góc đối đỉnh).
- Do đó, (cạnh - góc - cạnh).
- Suy ra .
- Vì (hai góc kề bù), nên .
- Vậy ba điểm , , thẳng hàng (vì ).
d) Điều kiện để là trực tâm của .
- Để là trực tâm của , các đường cao hạ từ các đỉnh của tam giác phải cắt nhau tại .
- Điều này yêu cầu các đường cao từ , , , phải cắt nhau tại .
- Do đó, phải là giao điểm của các đường cao hạ từ các đỉnh của tam giác .
- Điều kiện cần thêm là (vì là trực tâm của tam giác khi tam giác vuông tại ).
Đáp số:
a) cân tại .
b) là hình thoi.
c) Ba điểm , , thẳng hàng.
d) Điều kiện cần thêm là .
Bài 78.
a) Ta có nên B, E, F, C nằm trên đường tròn có đường kính BC.
(cùng chắn cung CH)
Mà (cùng phụ với
Nên
Tương tự ta có
Do đó ta có và
Hay BHCK là hình bình hành.
b) Ta có
Mặt khác ta có
Vậy tam giác BKC đều.
Lại có M là trung điểm của BC nên M đồng thời là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác BKC.
Mà MK là đường kính của đường tròn ngoại tiếp tam giác BKC nên
Mặt khác ta có nên M, H, K thẳng hàng.
c) Ta có (chứng minh phần a)
Mà (cùng phụ với
(cùng phụ với
Nên
Mặt khác ta có
Vậy
Mặt khác ta có nên
Hay BI và CK song song.
Vậy BIKC là hình thang.
Bài 79.
a) Chứng minh :
- Ta có vuông tại , do đó .
- Vì là chân đường cao hạ từ nên .
- và , do đó và là các đường cao hạ từ xuống và .
- là trung điểm của , nằm trên tia sao cho là trung điểm của . Điều này cho thấy .
- Vì là trung điểm của và , ta có .
- Do là trung điểm của , ta có .
- Vì và (vì nằm trên tia và là đường trung tuyến của ), ta có .
b) Chứng minh là hình thang cân:
- Ta đã chứng minh , do đó (vì và đều vuông góc với ).
- Để chứng minh là hình thang cân, ta cần chứng minh .
- Ta có và , do đó và là các đường cao hạ từ xuống và .
- Vì là chân đường cao hạ từ nên là đường cao chung của và .
- Do đó, (vì là chân đường cao hạ từ và và là các đường cao hạ từ xuống và ).
- Vì và đều vuông góc với , ta có .
- Vậy là hình thang cân.
c) Chứng minh :
- Ta có là giao điểm của và , là giao điểm của và .
- Vì , ta có (góc giữa hai đường thẳng song song).
- Do đó, .
- Vì , ta có .
- Điều này cho thấy và .
- Vì là trung điểm của , ta có .
- Vì là trung điểm của , ta có .
- Do đó, (vì và là trung điểm của ).
Đáp số: .