linhchii
3. Giải bài toán hình học
a) Chứng minh D, E lần lượt là trung điểm của AB, AC.
- 1. Xác định tính chất của MD và ME:
- Vì D là hình chiếu của M trên AB nên
MD⟂ABcap M cap D ⟂ cap A cap B - 𝑀
- 𝐷
- ⟂
- 𝐴
- 𝐵
- .
- Vì E là hình chiếu của M trên AC nên
ME⟂ACcap M cap E ⟂ cap A cap C - 𝑀
- 𝐸
- ⟂
- 𝐴
- 𝐶
- .
- Do
△ABCtriangle cap A cap B cap C- △
- 𝐴
- 𝐵
- 𝐶
- vuông tại A, ta có
AB⟂ACcap A cap B ⟂ cap A cap C - 𝐴
- 𝐵
- ⟂
- 𝐴
- 𝐶
- .
- Từ đó suy ra tứ giác ADME là hình chữ nhật (có 3 góc vuông).
- 2. Sử dụng tính chất đường trung bình:
- Trong
△ABCtriangle cap A cap B cap C - △
- 𝐴
- 𝐵
- 𝐶
- , M là trung điểm của BC.
- MD // AC (vì cùng vuông góc với AB). Theo định lý đường trung bình, D là trung điểm của AB.
- ME // AB (vì cùng vuông góc với AC). Theo định lý đường trung bình, E là trung điểm của AC.
-
b) Chứng minh BDEM là hình bình hành.
- 1. Sử dụng tính chất song song:
- Ta có MD // AC (đã chứng minh ở câu a).
- Mà E thuộc AC nên MD // BE.
- 2. Sử dụng tính chất trung điểm và song song:
- M là trung điểm BC, E là trung điểm AC (đã chứng minh ở câu a).
- Do đó, ME là đường trung bình của
△ABCtriangle cap A cap B cap C - △
- 𝐴
- 𝐵
- 𝐶
- , suy ra
ME=12ABcap M cap E equals 1 over 2 end-fraction cap A cap B- 𝑀
- 𝐸
- =
- 1
- 2
- 𝐴
- 𝐵
- và ME // AB.
- Vì D là trung điểm của AB nên
BD=12ABcap B cap D equals 1 over 2 end-fraction cap A cap B - 𝐵
- 𝐷
- =
- 1
- 2
- 𝐴
- 𝐵
- .
- Vậy ME = BD.
- 3. Kết luận:
- Tứ giác BDEM có một cặp cạnh đối song song (MD // BE) và bằng nhau (ME = BD).
- Do đó, BDEM là hình bình hành.
-
c) Lấy N sao cho M là trung điểm của NE. Hạ EK
⟂⟂
⟂
BC. Chứng minh AK
⟂⟂
⟂
KN.
- 1. Xác định vị trí của K:
- Vì M là trung điểm của NE và ME // AB (đã chứng minh ở câu a), suy ra BN // AM và BN = AM.
- Trong tam giác vuông ABC, AM là đường trung tuyến ứng với cạnh huyền BC nên
AM=MB=MC=12BCcap A cap M equals cap M cap B equals cap M cap C equals 1 over 2 end-fraction cap B cap C - 𝐴
- 𝑀
- =
- 𝑀
- 𝐵
- =
- 𝑀
- 𝐶
- =
- 1
- 2
- 𝐵
- 𝐶
- .
- Do đó,
BN=MBcap B cap N equals cap M cap B - 𝐵
- 𝑁
- =
- 𝑀
- 𝐵
- .
- Xét
△BKNtriangle cap B cap K cap N- △
- 𝐵
- 𝐾
- 𝑁
- có
EK⟂BCcap E cap K ⟂ cap B cap C- 𝐸
- 𝐾
- ⟂
- 𝐵
- 𝐶
- và M là trung điểm của NE.
- 2. Sử dụng tính chất đường trung tuyến và đường cao:
- Trong
△ABCtriangle cap A cap B cap C- △
- 𝐴
- 𝐵
- 𝐶
- vuông tại A, AM là đường trung tuyến, suy ra
△AMCtriangle cap A cap M cap C- △
- 𝐴
- 𝑀
- 𝐶
- cân tại M.
- EK
⟂⟂- ⟂
- BC.
- 3. Chứng minh AK
⟂⟂- ⟂
- KN:
- Xét tam giác AEN có M là trung điểm của NE và M là trung điểm của BC.
- Suy ra tứ giác ABNC là hình bình hành (có hai đường chéo cắt nhau tại trung điểm của mỗi đường).
- Do đó, AC // BN và AC = BN.
- Vì EK
⟂⟂- ⟂
- BC, và AC // BN, ta cần chứng minh mối quan hệ vuông góc giữa AK và KN.
- Đây là một bài toán phức tạp hơn, cần áp dụng các kiến thức về vector hoặc hình học giải tích để chứng minh.
- Để chứng minh AK
⟂⟂- ⟂
- KN, ta cần chứng minh tích vô hướng của vector
AK⃗⋅KN⃗=0modifying-above cap A cap K with right arrow center dot modifying-above cap K cap N with right arrow equals 0 - 𝐴
- 𝐾
- ⃗
- ⋅
- 𝐾
- 𝑁
- ⃗
- =
- 0
- .
- Hoặc sử dụng định lý Pythagoras đảo trong
△AKNtriangle cap A cap K cap N - △
- 𝐴
- 𝐾
- 𝑁
- .
-
Lưu ý: Phần c) yêu cầu kiến thức nâng cao hơn và có thể cần hình vẽ để hình dung rõ hơn.