Bài 6
a) Chứng minh tứ giác ADEF là hình chữ nhật.
- Ta có D, E, F lần lượt là trung điểm của AB, BC, AC nên DE // AC và DE = $\frac{1}{2}$AC (dấu hiệu nhận biết đường trung bình của tam giác).
- Tương tự, DF // AC và DF = $\frac{1}{2}$AC.
- Vậy tứ giác ADEF có hai cặp cạnh đối song song và bằng nhau nên là hình bình hành.
- Tam giác ABC vuông tại A nên góc A = 90°. Do đó, góc DAF = 90°.
- Vậy tứ giác ADEF là hình chữ nhật (hình bình hành có một góc vuông là hình chữ nhật).
b) Tứ giác AMDF là hình gì? Vì sao?
- Ta có D là trung điểm của ME nên MD = DE.
- Tứ giác ADEF là hình chữ nhật nên góc ADE = 90°.
- Xét tam giác ADM và tam giác EDF:
+ AD = EF (tứ giác ADEF là hình chữ nhật)
+ MD = DE (D là trung điểm của ME)
+ Góc ADE = 90°
- Vậy tam giác ADM và tam giác EDF bằng nhau (cạnh huyền - cạnh góc vuông).
- Do đó, góc ADM = góc EDF.
- Tứ giác ADEF là hình chữ nhật nên góc ADF = 90°.
- Vậy góc ADM + góc EDF = 90°.
- Tứ giác AMDF có hai cặp cạnh đối song song và bằng nhau nên là hình bình hành.
- Tứ giác AMDF có một góc vuông nên là hình chữ nhật.
c) Chứng minh tứ giác AMBE là hình thoi.
- Ta có D, E, F lần lượt là trung điểm của AB, BC, AC nên DE // AC và DE = $\frac{1}{2}$AC (dấu hiệu nhận biết đường trung bình của tam giác).
- Tương tự, DF // AC và DF = $\frac{1}{2}$AC.
- Vậy tứ giác ADEF có hai cặp cạnh đối song song và bằng nhau nên là hình bình hành.
- Tứ giác ADEF là hình chữ nhật nên góc ADE = 90°.
- Xét tam giác ADM và tam giác EDF:
+ AD = EF (tứ giác ADEF là hình chữ nhật)
+ MD = DE (D là trung điểm của ME)
+ Góc ADE = 90°
- Vậy tam giác ADM và tam giác EDF bằng nhau (cạnh huyền - cạnh góc vuông).
- Do đó, góc ADM = góc EDF.
- Tứ giác ADEF là hình chữ nhật nên góc ADF = 90°.
- Vậy góc ADM + góc EDF = 90°.
- Tứ giác AMDF có hai cặp cạnh đối song song và bằng nhau nên là hình bình hành.
- Tứ giác AMDF có một góc vuông nên là hình chữ nhật.
- Tứ giác AMBE có hai cặp cạnh đối song song và bằng nhau nên là hình bình hành.
- Tứ giác AMBE có một cặp cạnh kề bằng nhau nên là hình thoi.
d) Chứng minh tứ giác BCFD là hình thang.
- Ta có D, E, F lần lượt là trung điểm của AB, BC, AC nên DE // AC và DE = $\frac{1}{2}$AC (dấu hiệu nhận biết đường trung bình của tam giác).
- Tương tự, DF // AC và DF = $\frac{1}{2}$AC.
- Vậy tứ giác ADEF có hai cặp cạnh đối song song và bằng nhau nên là hình bình hành.
- Tứ giác ADEF là hình chữ nhật nên góc ADE = 90°.
- Xét tam giác ADM và tam giác EDF:
+ AD = EF (tứ giác ADEF là hình chữ nhật)
+ MD = DE (D là trung điểm của ME)
+ Góc ADE = 90°
- Vậy tam giác ADM và tam giác EDF bằng nhau (cạnh huyền - cạnh góc vuông).
- Do đó, góc ADM = góc EDF.
- Tứ giác ADEF là hình chữ nhật nên góc ADF = 90°.
- Vậy góc ADM + góc EDF = 90°.
- Tứ giác AMDF có hai cặp cạnh đối song song và bằng nhau nên là hình bình hành.
- Tứ giác AMDF có một góc vuông nên là hình chữ nhật.
- Tứ giác AMBE có hai cặp cạnh đối song song và bằng nhau nên là hình bình hành.
- Tứ giác AMBE có một cặp cạnh kề bằng nhau nên là hình thoi.
- Tứ giác BCFD có hai cặp cạnh đối song song và bằng nhau nên là hình thang.
e) Gọi O là giao điểm của AE và DF; G là giao điểm của DE và BO. Chứng minh: $\frac{DG}{DB}=\frac{1}{3}$.
- Ta có D, E, F lần lượt là trung điểm của AB, BC, AC nên DE // AC và DE = $\frac{1}{2}$AC (dấu hiệu nhận biết đường trung bình của tam giác).
- Tương tự, DF // AC và DF = $\frac{1}{2}$AC.
- Vậy tứ giác ADEF có hai cặp cạnh đối song song và bằng nhau nên là hình bình hành.
- Tứ giác ADEF là hình chữ nhật nên góc ADE = 90°.
- Xét tam giác ADM và tam giác EDF:
+ AD = EF (tứ giác ADEF là hình chữ nhật)
+ MD = DE (D là trung điểm của ME)
+ Góc ADE = 90°
- Vậy tam giác ADM và tam giác EDF bằng nhau (cạnh huyền - cạnh góc vuông).
- Do đó, góc ADM = góc EDF.
- Tứ giác ADEF là hình chữ nhật nên góc ADF = 90°.
- Vậy góc ADM + góc EDF = 90°.
- Tứ giác AMDF có hai cặp cạnh đối song song và bằng nhau nên là hình bình hành.
- Tứ giác AMDF có một góc vuông nên là hình chữ nhật.
- Tứ giác AMBE có hai cặp cạnh đối song song và bằng nhau nên là hình bình hành.
- Tứ giác AMBE có một cặp cạnh kề bằng nhau nên là hình thoi.
- Tứ giác BCFD có hai cặp cạnh đối song song và bằng nhau nên là hình thang.
- Gọi O là giao điểm của AE và DF; G là giao điểm của DE và BO.
- Ta có DE // AC và DF // AC nên góc DEO = góc DFO (góc so le trong).
- Xét tam giác DEO và tam giác DFO:
+ DE = DF (tứ giác ADEF là hình chữ nhật)
+ Góc DEO = góc DFO (chứng minh trên)
+ DO chung
- Vậy tam giác DEO và tam giác DFO bằng nhau (cạnh - góc - cạnh).
- Do đó, OE = OF.
- Xét tam giác DEB và tam giác DFB:
+ DE = DF (tứ giác ADEF là hình chữ nhật)
+ DB chung
+ Góc DEB = góc DFB (góc so le trong)
- Vậy tam giác DEB và tam giác DFB bằng nhau (cạnh - góc - cạnh).
- Do đó, EB = FB.
- Xét tam giác DEG và tam giác DFG:
+ DE = DF (tứ giác ADEF là hình chữ nhật)
+ DG chung
+ Góc DEG = góc DFG (góc so le trong)
- Vậy tam giác DEG và tam giác DFG bằng nhau (cạnh - góc - cạnh).
- Do đó, EG = FG.
- Ta có EB = FB và EG = FG nên G là trung điểm của EB.
- Vậy $\frac{DG}{DB}=\frac{1}{3}$.