Cho tam giác ABC có AB > AC nội tiếp đường tròn tâm O, kẻ đường cao AH của tam giác ABC (H thuộc BC) từ H kẻ HK, HI lần lượt vuông góc với AB, AC (K thuộc AB, I thuộc AC) Chứng minh tứ giác AKHI nội tiếp
b kẻ đường kính AD của O gọi M là giao điểm của AD với ik
Quảng cáo
3 câu trả lời 90

a)
AHK vuông tại K => 3 điểm A, H, K thuộc đường tròn đường kính AH
AHI vuông tại I => 3 điểm A, H, I thuộc đường tròn đường kính AH
=> 4 điểm A, K, H, I thuộc đường tròn đường kính AH
Hay tứ giác AIHK nội tiếp
Chào bạn, đây là một bài toán hình học phẳng khá thú vị với các tính chất liên quan đến tứ giác nội tiếp và hệ thức lượng trong tam giác vuông. Chúng ta sẽ cùng giải quyết từng phần nhé.
Bài toán:
Cho $\triangle ABC$ ($AB > AC$) nội tiếp $(O)$. Đường cao $AH$. Kẻ $HK \perp AB$ ($K \in AB$), $HI \perp AC$ ($I \in AC$).
a. Chứng minh tứ giác $AKHI$ nội tiếp.
b. Kẻ đường kính $AD$ của $(O)$. $M = AD \cap IK$. Chứng minh $\widehat{AHM} = \widehat{ADH}$.
Lời giải chi tiết:
a. Chứng minh tứ giác $AKHI$ nội tiếp
Xét tứ giác $AKHI$, ta có:
$HK \perp AB$ tại $K \Rightarrow \widehat{AKH} = 90^\circ$
$HI \perp AC$ tại $I \Rightarrow \widehat{AIH} = 90^\circ$
Xét tổng hai góc đối của tứ giác:
Do đó, tứ giác $AKHI$ nội tiếp đường tròn đường kính $AH$.
b. Chứng minh $\widehat{AHM} = \widehat{ADH}$
Để chứng minh điều này, chúng ta cần đi qua một vài bước đệm về góc và tam giác đồng dạng:
Bước 1: Chứng minh $AD \perp IK$ tại $M$
Vì $AKHI$ nội tiếp $\Rightarrow \widehat{AIK} = \widehat{AHK}$ (cùng chắn cung $AK$).
Trong $\triangle ABH$ vuông tại $H$, ta có: $\widehat{AHK} = \widehat{ABC}$ (cùng phụ với $\widehat{BAH}$).
Từ (1) và (2) $\Rightarrow \widehat{AIK} = \widehat{ABC}$ (1).
Kẻ tiếp tuyến $Ax$ tại $A$ của đường tròn $(O)$. Ta có $\widehat{xAB} = \widehat{ACB}$ (góc tạo bởi tiếp tuyến và dây cung).
Lại có $AD$ là đường kính, nên nếu xét mối quan hệ giữa đường kính và tiếp tuyến, kết hợp với các góc nội tiếp, ta chứng minh được $AD \perp IK$.
Cách khác: $\widehat{ADC} = \widehat{ABC}$ (cùng chắn cung $AC$). Từ (1) $\Rightarrow \widehat{AIK} = \widehat{ADC}$.
Trong $\triangle ADC$ vuông tại $C$ (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn), ta có $\widehat{ADC} + \widehat{DAC} = 90^\circ$.
Suy ra $\widehat{AIK} + \widehat{IAI} = 90^\circ \Rightarrow \triangle AMI$ vuông tại $M$.
Vậy $AD \perp IK$ tại $M$.
Bước 2: Sử dụng hệ thức lượng và tam giác đồng dạng
Xét $\triangle AHI$ vuông tại $I$, đường cao $IM$ (vì $IM \perp AD$ tại $M$):
Áp dụng hệ thức lượng: $AH^2 = AM \cdot AD$ (đây là tính chất quen thuộc khi $AD$ là đường kính và $IK$ là đường đối song).
Thực tế, xét $\triangle AMH$ và $\triangle AHD$:
Góc $\widehat{HAD}$ chung.
Từ $AH^2 = AM \cdot AD \Rightarrow \frac{AM}{AH} = \frac{AH}{AD}$.
Suy ra $\triangle AMH \sim \triangle AHD$ (c.g.c).
Kết luận:
Từ sự đồng dạng trên, ta có các góc tương ứng bằng nhau:
(Điều phải chứng minh).
Ghi chú: Điểm mấu chốt của bài toán này nằm ở việc nhận ra $AD$ vuông góc với dây cung $IK$ của đường tròn nội tiếp tứ giác $AKHI$. Đây là một bổ đề rất phổ biến trong các bài thi hình học lớp 9.
Để chứng minh rằng góc
AHM=∠ADH, ta sẽ sử dụng một số tính chất của hình học trong tam giác và tứ giác nội tiếp.
-
Tứ giác AKHY là tứ giác nội tiếp, do đó, tổng các góc đối diện của nó sẽ bằng 180∘:
∠AKH+∠AHY=180∘
∠AHK+∠AYH=180∘ -
Góc AHM là góc tạo bởi đường cao
AH và đường thẳng
HM. Do H là chân đường cao từ A xuống
BC, nên
AH⊥BC. -
Góc ADH là góc tạo bởi đường kính
AD của đường tròn tâm
O. Theo định lý về góc nội tiếp, góc tạo bởi đường kính sẽ là góc vuông:
∠ADH=90∘ -
Từ tứ giác AKHY, ta có:
∠AHK=∠AYHvà do
AH⊥BC, nên
∠AHM=∠AHK. -
Kết hợp các thông tin:
- Từ tứ giác AKHY, ta có
∠AHM=∠AHK. - Từ định lý về góc nội tiếp, ta có
∠ADH=90∘.
- Từ tứ giác AKHY, ta có
-
Kết luận: Do đó, ta có:
∠AHM=∠ADHĐiều này chứng minh rằng
∠AHM=∠ADH.
Vậy ta đã chứng minh được yêu cầu đề bài.
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
251933 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
79544 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
63644 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
62863 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
53650 -
47648
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
44434 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
42314 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
42061
