Bài 17.
a) Ta có tam giác ABC có
Ta thấy:
Vậy tam giác ABC là tam giác vuông tại A.
Theo tính chất đường phân giác của tam giác ta có:
Tổng số phần bằng nhau là:
(phần)
Độ dài đoạn thẳng DB là:
Độ dài đoạn thẳng DC là:
b) Tỉ số diện tích của hai tam giác ABD và ACD là:
Đáp số: a)
b)
Bài 18.
a) Ta có E và G lần lượt là trung điểm của AB và AC nên theo định lý đường trung bình của tam giác, ta có:
Tương tự, G và H lần lượt là trung điểm của AC và BC nên theo định lý đường trung bình của tam giác, ta có:
b) Ta sẽ chứng minh .
Trước tiên, ta xét tam giác ABD và tam giác CBD. G và H là trung điểm của AC và BC, do đó theo định lý đường trung bình của tam giác, ta có:
Bây giờ, ta xét tam giác EGH. Vì E là trung điểm của AB và G là trung điểm của AC, nên ta có:
Do đó, ta có:
Thay các giá trị đã biết vào, ta có:
Ta thấy rằng:
Vì (do tính chất tam giác), nên ta có:
Do đó:
Vậy ta đã chứng minh được .
Đáp số:
a) và
b)
Bài 19.
a) Ta có M là trung điểm của AH và N là trung điểm của DH. Do đó, MN là đường trung bình của tam giác ADH.
Theo tính chất của đường trung bình trong tam giác, ta có:
b) Ta cần chứng minh tứ giác BMNI là hình bình hành. Để làm điều này, ta sẽ chứng minh rằng các cặp cạnh đối song song với nhau.
- Ta đã biết .
- Tiếp theo, ta cần chứng minh .
Ta có I là trung điểm của BC và D là đỉnh của hình chữ nhật ABCD. Do đó, ta có:
Mặt khác, ta cũng có:
Do đó:
Vì và , ta có:
Bây giờ, ta cần chứng minh .
Ta có N là trung điểm của DH và M là trung điểm của AH. Do đó, ta có:
Và ta cũng có:
Vì (do tính chất của hình chữ nhật), ta có:
Vậy ta đã chứng minh được và . Do đó, tứ giác BMNI là hình bình hành.
Đáp số: Tứ giác BMNI là hình bình hành.
Bài 20.
a) Ta có cân tại A, D và E lần lượt là trung điểm của AB và AC. Do đó, DE là đường trung bình của , suy ra cm.
b) Ta cần chứng minh tứ giác BDEC là hình thang cân. Để làm điều này, ta sẽ chứng minh DE song song với BC và BD = CE.
- Vì D và E là trung điểm của AB và AC, nên DE là đường trung bình của . Do đó, DE song song với BC.
- Ta cũng có BD = CE vì D và E là trung điểm của AB và AC, và AB = AC (do cân tại A).
Vậy tứ giác BDEC là hình thang cân.
c) Ta cần chứng minh tứ giác DHKF là hình chữ nhật và từ đó chứng minh .
- Ta có K là trung điểm của BC, F là trung điểm của BK, và H là giao điểm của AK và DE.
- Ta đã biết DE song song với BC, do đó AK cắt DE tại H và tạo nên các góc vuông tại H (vì AK là đường cao hạ từ đỉnh A của tam giác cân xuống đáy BC).
- Ta cũng có DK = KE vì K là trung điểm của BC và D, E là trung điểm của AB, AC.
- Ta có FK = KD vì F là trung điểm của BK và K là trung điểm của BC.
Do đó, tứ giác DHKF có các góc vuông tại H và các cạnh đối xứng, suy ra tứ giác DHKF là hình chữ nhật.
Bây giờ, ta chứng minh .
- Ta có và .
- Ta cũng có và .
Do đó, ta có:
Vì BK = AB (do K là trung điểm của BC và AB = AC), nên ta có:
Vậy ta đã chứng minh được .