Bài 8:
a) Ta có:
Vì (O) đường kính AB nên ta có:
Do đó, tam giác AHB vuông tại H. Áp dụng định lý Pythagoras trong tam giác AHB:
Áp dụng định lý Pythagoras trong tam giác AHC:
Ta cũng biết:
Từ đây, ta có:
Thay vào phương trình :
Thay vào :
b) Ta cần chứng minh .
- Vì tại K, nên là đường cao hạ từ O xuống AH.
- Ta có là tâm của đường tròn (O) đường kính AB, do đó .
- Vì , nên là đường cao hạ từ O xuống AH, tức là là đường trung trực của đoạn thẳng AH.
- Do đó, là trung điểm của AH, tức là .
Xét tam giác :
-
-
Xét tam giác :
-
-
Vì và là trung điểm của AH, nên là đường trung trực của AH. Do đó, nằm trên đường thẳng này và là giao điểm của OK và AC.
Xét tam giác :
- là bán kính của đường tròn (O), tức là
- là đoạn thẳng từ H đến D, nằm trên đường thẳng OK.
Vì và nằm trên OK, nên .
Vậy ta đã chứng minh được .
Bài 9:
a) Ta có:
- (vì vuông tại A)
- (vì AH là đường cao hạ từ đỉnh A)
- (vì AH là đường cao hạ từ đỉnh A)
Do đó, và .
Vì (I) có đường kính BH nên .
Vì (K) có đường kính HC nên .
Vậy ta có:
-
-
Từ đó, tứ giác ADHE có 4 góc đều là góc vuông, do đó ADHE là hình chữ nhật.
b) Ta có:
- (vì AH là đường cao hạ từ đỉnh A)
- (vì AH là đường cao hạ từ đỉnh A)
Do đó, và .
Vì (I) có đường kính BH nên .
Vì (K) có đường kính HC nên .
Từ đó, ta có:
-
-
Vậy và là các tam giác vuông tại D và E lần lượt.
Ta có:
- (góc chung và các góc vuông)
Nhân cả hai vế với , ta được:
c) Ta có:
-
-
Áp dụng định lý Pythagoras trong :
Vì ADHE là hình chữ nhật, ta có:
Áp dụng công thức tính diện tích tam giác ABC theo hai cách:
Từ đó:
Vậy:
Diện tích tứ giác DEKI là:
Vì ADHE là hình chữ nhật, ta có:
Ta đã biết:
Vậy:
Diện tích tam giác AID và AKD là:
Vậy diện tích tứ giác DEKI là:
Đáp số:
Bài 10:
a) Ta có (tia phân giác)
Do đó (góc - cạnh - góc)
Suy ra
Mà (D nằm trên đường trung trực của BC)
Do đó là hình vuông (4 cạnh bằng nhau và có 1 góc vuông)
b) Ta có (tia phân giác)
(D nằm trên đường trung trực của BC)
Do đó (cạnh - góc - cạnh)
Suy ra
Mà là tia phân giác của
Do đó cùng thuộc một đường tròn (cùng nhìn thấy cung BC dưới cùng một góc)
Bài 11:
a) Ta có:
Ta tính góc ABC:
b)
1) Chứng minh tứ giác ADHE là hình chữ nhật:
- Vì H là hình chiếu của C trên AB nên AH vuông góc với BC.
- Vì D là hình chiếu của H trên AB nên HD vuông góc với AB.
- Vì E là hình chiếu của H trên AC nên HE vuông góc với AC.
- Các góc ở đỉnh H đều là góc vuông, do đó tứ giác ADHE là hình chữ nhật.
2) Chứng minh :
- Trong tam giác vuông AHD, ta có:
- Trong tam giác vuông AHE, ta có:
- Trong tam giác vuông ADE, ta có:
Từ đó:
Vì và , ta có:
3) Chứng minh :
- Trong tam giác vuông ACH, ta có:
- Trong tam giác vuông BDH, ta có:
Do đó:
Vì , ta có:
Đáp số:
a)
b) 1) Tứ giác ADHE là hình chữ nhật.
2)
3)
Bài 12:
a) Ta có:
Diện tích tam giác ABC:
Diện tích tam giác ABC cũng có thể tính qua đường cao AH:
Số đo góc BAH:
b) Ta cần chứng minh rằng 4 điểm A, B, O, K cùng nằm trên một đường tròn. Để làm điều này, ta sẽ chứng minh rằng góc BOK và góc BAK là góc nội tiếp cùng chắn cung BK.
- Vì O là trung điểm của AC nên AO = OC.
- Hình chiếu của O trên BC là K, tức là OK vuông góc với BC.
- Xét tam giác BOK và tam giác BAK:
- Góc BOK và góc BAK đều chắn cung BK.
- Do đó, 4 điểm A, B, O, K cùng nằm trên một đường tròn.
c) Ta cần chứng minh rằng và ba điểm O, K, M thẳng hàng.
- Xét tam giác ABQ và tam giác ACAM:
- Góc BAC chung.
- Góc BQA và góc CMA đều vuông (vì đường thẳng qua A vuông góc với BO và đường thẳng qua C vuông góc với AC).
- Do đó, theo tiêu chí góc-góc, ta có .
- Để chứng minh ba điểm O, K, M thẳng hàng, ta xét rằng:
- O là trung điểm của AC.
- K là hình chiếu của O trên BC.
- M là giao điểm của đường thẳng qua A vuông góc với BO và đường thẳng qua C vuông góc với AC.
- Vì O, K, M đều nằm trên đường thẳng vuông góc với AC và BC, nên ba điểm này thẳng hàng.
Đáp số:
a)
b) Chứng minh 4 điểm A, B, O, K cùng nằm trên một đường tròn.
c) Chứng minh và ba điểm O, K, M thẳng hàng.
Bài 13:
a) Ta có
Nên bốn điểm B, F, E, C cùng thuộc đường tròn đường kính BC.
Tâm của đường tròn đó là trung điểm của BC.
b) Ta có HE = HI nên tam giác HEI cân tại H.
Mà (cùng chắn cung FH)
Nên
Do đó bốn điểm E, F, I, K cùng thuộc một đường tròn.
c) Ta có
Mà
Nên
Hay
Mà
Nên
Do đó bốn điểm E, I, M, A cùng thuộc một đường tròn.
Mà bốn điểm E, F, I, K cùng thuộc một đường tròn.
Nên điểm M thuộc đường tròn đi qua bốn điểm E, F, I, K.
Điều kiện cần tìm là: .