Câu 1.
a) Chứng minh , AM là trung trực của BC.
- Vì M là trung điểm của BC nên BM = MC.
- Tam giác ABC cân tại A nên AB = AC.
- AM chung cho cả hai tam giác AMB và AMC.
Do đó, theo trường hợp bằng nhau thứ hai (cạnh - cạnh - cạnh), ta có:
- Từ đây, ta suy ra .
- Vì tổng các góc ở đỉnh M là 180°, nên .
Vậy AM là đường cao hạ từ đỉnh A xuống đáy BC, đồng thời là đường trung trực của đoạn thẳng BC.
b) Chứng minh .
- Vì AM là đường trung trực của BC, nên mọi điểm trên AM đều cách đều B và C.
- Do đó, D nằm trên AM, suy ra DB = DC.
- Xét tam giác ABD và tam giác ACD:
- AB = AC (vì tam giác ABC cân tại A)
- AD chung
- DB = DC (chứng minh trên)
Theo trường hợp bằng nhau thứ hai (cạnh - cạnh - cạnh), ta có:
- Từ đây, ta suy ra .
Vậy ta đã chứng minh xong.
Câu 2.
a) Xét và :
- là cạnh chung.
- (vì là đường phân giác của ).
- (vì ).
Do đó, (cạnh huyền - góc nhọn).
b) Vì , nên và . Do đó, là đường trung trực của (vì nó vuông góc và chia đôi đoạn thẳng ).
c) Xét và :
- (chứng minh ở phần a)).
- là cạnh chung.
- (vì ).
Do đó, (cạnh huyền - góc nhọn).
Vì , nên . Do đó, là đường trung trực của (vì nó vuông góc và chia đôi đoạn thẳng ).
Đáp số:
a) .
b) là đường trung trực của .
c) và là đường trung trực của .
Câu 3.
a) Ta có: EA = EB (E thuộc đường trung trực của AB)
(Tính chất tam giác cân)
b) Ta có: FA = FC (F thuộc đường trung trực của AC)
Mà
(vì
Ta có:
Câu 4.
a) Ta có O thuộc đường trung trực của BE nên OB = OE.
O thuộc đường trung trực của AC nên OA = OC.
Mặt khác, AB = CE (theo đầu bài).
Do đó, ta có:
OA = OC, OB = OE, AB = CE.
Vậy theo trường hợp bằng nhau thứ ba (cạnh - cạnh - cạnh), ta có:
ΔAOB ≅ ΔCOE.
b) Từ kết quả ở phần a), ta có:
∠BAO = ∠ECO (hai góc tương ứng).
Mặt khác, ta có:
∠ECO = ∠CAO (vì OA = OC nên O nằm trên tia phân giác của góc CAE).
Từ đó, ta có:
∠BAO = ∠CAO.
Vậy AO là tia phân giác của góc A.
Câu 5.
a) Ta có và
Mà là giao điểm của và nên thuộc đường trung trực của
b) Ta có là tia phân giác của
và
Nên là đường trung trực của
c) Ta có là đường trung trực của
Nên
Ta có và
Nên và là hai đường cao hạ từ đến và
Mà nên nằm trên đường trung trực của
Lại có thuộc đường trung trực của
Nên là đường trung trực của
d) Ta có và
Nên
Tương tự ta có
Nên
Câu 6.
a) Chứng minh cân:
- Vì AB là trung trực của HM nên AH = AM và HB = BM.
- Vì AC là trung trực của HN nên AH = AN và HC = CN.
- Từ đó ta có AM = AN (cùng bằng AH), suy ra cân tại A.
b) Chứng minh :
- Xét và , ta có:
- AH = AM (chứng minh trên)
- AB chung
- (vì AB là trung trực của HM)
- Suy ra (cạnh huyền - cạnh góc vuông)
- Từ đó suy ra
- Xét và , ta có:
- AH = AN (chứng minh trên)
- AC chung
- (vì AC là trung trực của HN)
- Suy ra (cạnh huyền - cạnh góc vuông)
- Từ đó suy ra
- Ta có
- Thay và vào, ta được:
Vậy .
Câu 7.
a) Chứng minh AM là trung trực của PQ.
- Vì tam giác ABC cân tại A nên AM là đường cao hạ từ đỉnh A xuống đáy BC, đồng thời AM cũng là đường trung trực của đoạn thẳng BC (tính chất tam giác cân).
- Do BP = CQ, ta có:
- MP = MB + BP = MC + CQ = MQ.
- Vậy M là trung điểm của PQ.
- AM vuông góc với BC, do đó AM cũng vuông góc với PQ (vì M là trung điểm của PQ và nằm trên đường thẳng BC).
- Từ đó, AM là đường trung trực của PQ.
b) Chứng minh ABP ACQ, và AM cũng là trung trực của PQ.
- Xét tam giác ABP và ACQ:
- AB = AC (tính chất tam giác cân tại A).
- BP = CQ (theo đề bài).
- Góc ABP = góc ACQ (góc ngoài tại đỉnh A của tam giác cân).
- Vậy theo trường hợp bằng nhau thứ ba (cạnh - góc - cạnh), ta có ABP ACQ.
- Từ đó, AP = AQ (hai cạnh tương ứng của hai tam giác bằng nhau).
- Vì AP = AQ và M là trung điểm của PQ, nên AM là đường trung trực của PQ (đường thẳng đi qua trung điểm của một đoạn thẳng và vuông góc với đoạn thẳng đó).
Đáp số: AM là trung trực của PQ.