Bài 13.3:
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng bước một cách chi tiết.
a) Chứng minh
Để chứng minh hai tam giác và bằng nhau, ta cần chứng minh chúng có ba yếu tố tương ứng bằng nhau.
1. Góc chung: Cả hai tam giác đều có góc và là góc chung.
2. Cạnh chung: Cạnh là cạnh chung của hai tam giác.
3. Góc vuông: Do và , nên .
Vì vậy, theo trường hợp góc - cạnh - góc (G-C-G), ta có .
b) Chứng minh rằng
Để chứng minh hai tam giác và bằng nhau, ta cần chứng minh chúng có ba yếu tố tương ứng bằng nhau.
1. Cạnh chung: Cạnh và là hai cạnh bằng nhau vì nằm trên đường trung trực của , do đó .
2. Góc vuông: Do và , nên .
3. Cạnh : Từ phần a), ta đã chứng minh , do đó .
Vì vậy, theo trường hợp cạnh - góc - cạnh (C-G-C), ta có .
c) Tính
Từ phần b), ta đã chứng minh , do đó .
Vì nằm trên đường trung trực của , nên và .
Do đó, tổng của hai góc này là:
Vì , và tổng của hai góc này là góc ngoài của tam giác tại đỉnh , nên:
Vậy tổng chính là góc .
Bài 13.4:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ đi từng bước một theo yêu cầu của đề bài.
a) Chứng minh rằng: .
Để chứng minh hai tam giác bằng nhau, ta cần chỉ ra rằng chúng có ba cặp cạnh tương ứng bằng nhau hoặc hai cạnh và góc xen giữa bằng nhau.
- Xét hai tam giác và :
- Cạnh là cạnh chung của cả hai tam giác.
- vì là tia phân giác của .
- Cạnh vì là trung điểm của và nằm trên .
Vậy, theo trường hợp cạnh-góc-cạnh (c-g-c), ta có .
b) Chứng minh rằng: là tia phân giác của .
- Vì là trung điểm của , nên .
- Ta đã chứng minh , do đó .
- Xét tam giác , vì là trung điểm của và , nên chia thành hai góc bằng nhau.
Do đó, là tia phân giác của .
c) Chứng minh rằng: .
- Ta đã biết và tam giác vuông tại , do đó .
- Vì là tia phân giác của , nên .
- Trong tam giác vuông , là đường cao từ xuống , và .
Vì vậy, .
Như vậy, chúng ta đã chứng minh được tất cả các yêu cầu của bài toán.
Bài 13.5:
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng bước như sau:
a) Chứng minh :
Vì là giao điểm của tia phân giác góc với cạnh , theo tính chất của tia phân giác, ta có:
Do (theo giả thiết), ta có:
Vì , nên:
Từ đó suy ra vì .
b) Chứng minh :
Ta có:
- (đã chứng minh ở phần a).
- vì và nằm trên cùng một tia với .
Do đó, theo trường hợp góc - cạnh - góc (G-C-G), ta có .
c) Chứng minh :
Từ , ta có:
-
-
Hai góc này là các cặp góc so le trong, do đó .
d) Chứng minh khi :
Giả sử , thì .
Trong tam giác , tổng ba góc bằng , do đó:
Vì là trung điểm của cung không chứa trong đường tròn ngoại tiếp tam giác , nên:
Do , ta có:
Suy ra:
Vậy, ta đã chứng minh được khi .