Bài 1:
Để chứng minh hai tam giác và đồng dạng, ta cần chứng minh rằng các góc tương ứng của hai tam giác này bằng nhau.
1. Xét cặp góc và :
Do và , theo định lý về hai đường thẳng song song cắt nhau bởi một đường thẳng, ta có:
- (cặp góc so le trong).
2. Xét cặp góc và :
Tương tự, do , ta có:
- (cặp góc so le trong).
3. Xét cặp góc và :
Do , ta có:
- (cặp góc so le trong).
Vì cả ba cặp góc tương ứng của hai tam giác đều bằng nhau, theo định lý đồng dạng góc-góc (AA), ta kết luận rằng:
Vậy, hai tam giác và đồng dạng.
Bài 2:
Để giải bài toán này, chúng ta cần tìm các cặp tam giác đồng dạng trong tam giác ABC với các điểm M, D, E được xác định như trong đề bài.
a/ Nêu tất cả các cặp tam giác đồng dạng
1. Tam giác AME và tam giác CMB:
- Do AM song song với CE (vì DE song song với AC), nên góc AME bằng góc CMB (so le trong).
- Góc AEM bằng góc CBM (so le trong).
- Do đó, tam giác AME đồng dạng với tam giác CMB theo trường hợp góc - góc (g-g).
2. Tam giác BMD và tam giác AEC:
- Do BD song song với AE (vì DE song song với BC), nên góc BMD bằng góc AEC (so le trong).
- Góc BDM bằng góc ACE (so le trong).
- Do đó, tam giác BMD đồng dạng với tam giác AEC theo trường hợp góc - góc (g-g).
b/ Đối với mỗi cặp tam giác đồng dạng hãy viết các cặp góc bằng nhau và tỉ số đồng dạng tương ứng
1. Tam giác AME và tam giác CMB:
- Các cặp góc bằng nhau:
- Góc AME = Góc CMB
- Góc AEM = Góc CBM
- Góc MAE = Góc MCB (do hai tam giác đồng dạng)
- Tỉ số đồng dạng:
-
- Từ điều kiện , ta có tỉ số đồng dạng là .
2. Tam giác BMD và tam giác AEC:
- Các cặp góc bằng nhau:
- Góc BMD = Góc AEC
- Góc BDM = Góc ACE
- Góc MDB = Góc ECA (do hai tam giác đồng dạng)
- Tỉ số đồng dạng:
-
- Từ điều kiện , và vì DE song song với AC và BC, tỉ số đồng dạng cũng là .
Như vậy, chúng ta đã tìm được các cặp tam giác đồng dạng và xác định các cặp góc bằng nhau cũng như tỉ số đồng dạng tương ứng.
Bài 3:
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng phần theo yêu cầu.
a/ Chứng minh :
Để chứng minh hai tam giác và đồng dạng, ta cần chứng minh rằng chúng có hai góc tương ứng bằng nhau.
1. Xét hai tam giác và :
- Vì là hình bình hành nên và .
- Do và là cắt tuyến, ta có (so le trong).
- Do và là cắt tuyến, ta có (so le trong).
2. Từ hai cặp góc bằng nhau trên, ta suy ra theo trường hợp góc - góc (g-g).
b/ Tính độ dài :
Do , ta có tỉ số các cạnh tương ứng:
Vì là hình bình hành, ta có và .
Từ , ta có:
Do đó, .
Vì nằm trên tia , ta có:
Để tìm , ta cần thêm thông tin hoặc giả thiết. Tuy nhiên, nếu không có thông tin thêm, ta không thể tính chính xác mà chỉ có thể biểu diễn theo .
c/ Chứng minh :
Từ , ta có:
Vì , ta có:
Nhân chéo, ta có:
Suy ra:
Do đó:
Vì , ta có:
Suy ra:
Vậy ta đã chứng minh được .
Bài 4:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng bước như sau:
a) Chứng minh
1. Xét hình thoi ABCD:
- Hình thoi có các cạnh bằng nhau: .
- Các góc đối diện bằng nhau: và .
2. Xét hai tam giác và :
- Ta có (vì do ABCD là hình thoi).
- (vì do ABCD là hình thoi).
3. Kết luận:
- Do có hai góc tương ứng bằng nhau, ta có theo trường hợp góc-góc (AA).
b) Chứng minh
1. Từ :
- Theo tính chất của tam giác đồng dạng, ta có:
- Vì (do ABCD là hình thoi), nên:
2. Sử dụng tính chất của hình thoi:
- Ta có .
3. Kết luận:
- Từ và , ta suy ra:
- Do đó, .
Vậy, chúng ta đã chứng minh được cả hai phần của bài toán.
Bài 4:
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng phần một cách chi tiết.
a) Chứng minh :
1. Xét hình thoi , ta có và .
2. Vì là hình thoi, nên .
3. Xét hai tam giác và :
- (cùng bằng do ).
- (cùng là góc đối đỉnh).
4. Do đó, theo trường hợp góc - góc (g-g).
b) Chứng minh , rồi suy ra :
1. Từ , ta có tỉ lệ:
Suy ra:
2. Xét hai tam giác và :
- (cùng là góc đối đỉnh).
- Từ , ta có:
- Suy ra .
3. Do đó, theo trường hợp cạnh - góc - cạnh (c-g-c).
c) Gọi là giao điểm của và . Tính :
1. Từ , ta có:
và .
2. Do đó, .
3. Vì là giao điểm của và , nên .
4. Suy ra .
5. Do (vì và các góc trong tam giác đều), nên:
Vậy, .
Bài 5:
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng phần một cách chi tiết.
a) Chứng minh :
Để chứng minh hai tam giác đồng dạng, ta cần chỉ ra rằng chúng có hai góc tương ứng bằng nhau.
1. Xét và :
- Ta có là đường thẳng chung.
- Góc và là hai góc kề bù, do đó .
- Góc vì vuông góc với và là đường thẳng chung.
2. Do đó, theo trường hợp góc-góc (AA).
b) Chứng minh :
1. Xét và :
- Ta có (cùng phụ với ).
- (cùng phụ với ).
2. Do đó, theo trường hợp góc-góc (AA).
3. Từ tính chất đồng dạng, ta có:
4. Suy ra:
5. Vì , ta có:
6. Suy ra:
7. Từ hai phương trình trên, ta có:
8. Suy ra:
c) Chứng minh K là trung điểm của HC:
1. Xét và :
- Ta có (do là giao điểm của hai đường chéo hình chữ nhật, chia đôi nhau).
- là cạnh chung.
2. Do đó, theo trường hợp cạnh-cạnh (SSS).
3. Suy ra , tức là là trung điểm của .
Vậy, chúng ta đã chứng minh được tất cả các phần của bài toán.