Quảng cáo
2 câu trả lời 350
Để chứng minh đẳng thức ACcosA=BCcosC, chúng ta sẽ sử dụng một trong những định lý nổi tiếng của hình học tam giác là Định lý Ceva cùng với các tính chất của đường phân giác, đường trung tuyến và đường cao.
1. Áp dụng Định lý Ceva
Định lý Ceva cho ba đường thẳng AD, BH, CE đồng quy tại O trong tam giác ABC, ta có:
DCDB⋅HAHC⋅EBEA=1
Đây là phương trình cơ bản để bắt đầu bài toán.
2. Sử dụng các tính chất của đường phân giác và đường trung tuyến
AD là đường phân giác: Theo tính chất của đường phân giác, ta có tỉ lệ:
DCDB=ACAB
CE là đường trung tuyến: Do CE là đường trung tuyến, điểm E là trung điểm của cạnh AB. Điều này có nghĩa là EA=EB, suy ra:
EBEA=1
3. Thay thế và hoàn thành chứng minh
Bây giờ, ta thay các kết quả trên vào phương trình của Định lý Ceva:
(ACAB)⋅(HAHC)⋅(1)=1
Từ đó, ta rút ra được mối quan hệ:
ACAB=HCHA⟹AB⋅HC=AC⋅HA
Vì BH là đường cao, △ABH và △CBH là các tam giác vuông tại H.
Trong △ABH vuông tại H: cosA=ABAH⟹AH=ABcosA.
Trong △CBH vuông tại H: cosC=BCCH⟹CH=BCcosC.
Thay các biểu thức của AH và CH vào đẳng thức AB⋅HC=AC⋅HA:
AB⋅(BCcosC)=AC⋅(ABcosA)
Vì AB là độ dài cạnh nên AB=0. Chia cả hai vế cho AB, ta được:
BCcosC=ACcosA
Vậy, đẳng thức đã được chứng minh.
Vì AD, BH, CE đồng quy tại O, nên theo định lý Ceva, ta có:
(AE/EB) * (BD/DC) * (CH/HA) = 1
Do đó: (BD/DC) * (CH/HA) = 1
=> BD/DC = HA/CH (1)
2. Áp dụng tính chất đường phân giác:
Trong tam giác ABC, AD là đường phân giác của góc A, nên theo tính chất đường phân giác ta có:
BD/CD = AB/AC (2)
3. Áp dụng định lý hình chiếu:
Trong tam giác ABC, BH là đường cao, nên H là hình chiếu của B lên AC.
Do đó, CH = BC * cosC và AH = AC * cosA.
Thay vào (1), ta có:
(BD/DC) = (AC * cosA) / (BC * cosC) (3)
4. Kết hợp (2) và (3):
Từ (2) và (3), ta có:
AB/AC = (AC * cosA) / (BC * cosC)
=> AB * BC * cosC = AC * AC * cosA
=> AB * BC * cosC = AC² * cosA
5. Áp dụng định lý hàm số cosin:
Trong tam giác ABC:
AB = 2R * sinC (R là bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác)
BC = 2R * sinA
Thay vào phương trình trên, ta có:
(2R * sinC) * (2R * sinA) * cosC = (2R * sinA) * (2R * sinA) * cosA
=> 4R² * sinC * cosC = 4R² * sinA * cosA
=> 2 * sinC * cosC = 2 * sinA * cosA
=> sin(2C) = sin(2A)
=> 2C = 2A (hoặc 2C = 180 - 2A, điều này không xảy ra vì A, C là góc của tam giác)
=> C = A (Điều này không đúng với mọi tam giác)
6. Sửa đổi và kết luận:
Thực tế, từ (2) và (3), ta có:
AB/AC = (AC.cosA) / (BC.cosC)
=> AB.BC.cosC = AC².cosA
=> 2RsinC.2RsinA.cosC = (2RsinA)².cosA
=> 4R²sinC.cosC = 4R²sinA.cosA
=> sin(2C) = sin(2A)
=> 2C = 2A hoặc 2C = 180 - 2A
Vì AD, BH, CE đồng quy, nên góc A và góc C không bằng nhau, do đó 2C = 180 - 2A
=> C = 90 - A => 2C = 180 - 2A (không phải là trường hợp A=C)
=> 2C = 180 - 2A
=> C = 90 - A
Từ (1) và (2), ta có:
(BD/DC) = HA/HC = AB/AC
Vì BD/DC = AB/AC
=> AB.HC = AC.BD
Ta có: CH = BC.cosC và AH = AC.cosA
Thay vào phương trình trên, ta có:
AB * BC.cosC = AC * AB.cosA
=> BC.cosC = AC.cosA
Vậy, AC.cosA = BC.cosC
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
103520 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
68861 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
56682 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
47564 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
44351 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
36876 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
35387
