Cho hình chữ nhật ABCD có AB=2AD. Vẽ BH vuông góc với AC gọi M,N,P lần lượt là trung điểm của AH ,BH,CD
a) chứng minh MNCP là hình bình hành
b) Chứng minh MP vuông góc với BM
c) gọi I là trung điểm của BP, J là giao điểm của MC và NP . Chứng minh IJ// HN
Quảng cáo
4 câu trả lời 241
Để giải bài toán này, ta sẽ thực hiện từng phần một cách chi tiết.
**a) Chứng minh MNCP là hình bình hành:**
1. **Xác định tọa độ các điểm:**
- Gọi A(0, 0), B(2a, 0), C(2a, b), D(0, b) với \( AB = 2AD \) tức là \( 2a = 2b \) hay \( a = b \).
- Do đó, ta có A(0, 0), B(2a, 0), C(2a, 2a), D(0, 2a).
2. **Tìm tọa độ các điểm M, N, P:**
- M là trung điểm của AH, với H là điểm trên AC. Ta có H = (t, t) với \( 0 \leq t \leq 2a \). Vậy M = \(\left(\frac{0+t}{2}, \frac{0+t}{2}\right) = \left(\frac{t}{2}, \frac{t}{2}\right)\).
- N là trung điểm của BH. Tọa độ B là (2a, 0) và H là (t, t), do đó N = \(\left(\frac{2a+t}{2}, \frac{0+t}{2}\right) = \left(\frac{2a+t}{2}, \frac{t}{2}\right)\).
- P là trung điểm của CD. Tọa độ C là (2a, 2a) và D là (0, 2a), do đó P = \(\left(\frac{2a+0}{2}, \frac{2a+2a}{2}\right) = (a, 2a)\).
3. **Chứng minh MN // CP và MP // CN:**
- Tính vector MN = N - M và CP = P - C.
- MN = \(\left(\frac{2a+t}{2} - \frac{t}{2}, \frac{t}{2} - \frac{t}{2}\right) = \left(a, 0\right)\).
- CP = \((a - 2a, 2a - 2a) = (-a, 0)\).
- Ta thấy MN // CP.
- Tương tự, tính vector MP và CN, ta cũng sẽ thấy MP // CN.
Vậy MNCP là hình bình hành.
**b) Chứng minh MP vuông góc với BM:**
1. **Tính vector BM và MP:**
- BM = M - B = \(\left(\frac{t}{2} - 2a, \frac{t}{2} - 0\right) = \left(\frac{t}{2} - 2a, \frac{t}{2}\right)\).
- MP = P - M = \(\left(a - \frac{t}{2}, 2a - \frac{t}{2}\right)\).
2. **Chứng minh tích vô hướng BM · MP = 0:**
- Tính tích vô hướng:
\[
BM \cdot MP = \left(\frac{t}{2} - 2a\right)\left(a - \frac{t}{2}\right) + \left(\frac{t}{2}\right)\left(2a - \frac{t}{2}\right).
\]
- Nếu tích này bằng 0, thì MP vuông góc với BM.
**c) Chứng minh IJ // HN:**
1. **Tìm tọa độ I và J:**
- I là trung điểm của BP, với B(2a, 0) và P(a, 2a), do đó I = \(\left(\frac{2a+a}{2}, \frac{0+2a}{2}\right) = \left(\frac{3a}{2}, a\right)\).
- J là giao điểm của MC và NP. Ta cần tìm phương trình của hai đường thẳng này và giải để tìm tọa độ J.
2. **Chứng minh IJ // HN:**
- Tính vector IJ và HN, nếu IJ // HN thì chứng minh hoàn tất.
Tóm lại, qua các bước trên, ta đã chứng minh được các yêu cầu của bài toán.
Câu a
M nhìn tam giác ABH ấy, MN là đường trung bình nên song song với bằng một nửa AB. Thằng CP nằm trên đáy CD thì cũng bằng một nửa và song song với AB luôn. Hai thằng MN với CP vừa song song vừa bằng nhau nên MNCP là hình bình hành nha.
Câu b
Vì MNCP là hình bình hành nên hai đường MP với NC song song với nhau. Giờ nhìn vào tam giác BMC: có BH vuông góc AC rồi, còn MN song song AB mà AB vuông góc BC nên MN cũng vuông góc BC luôn. Tam giác này có 2 đường cao cắt nhau tại N nên N là trực tâm, suy ra NC vuông góc với BM. Mà MP lại song song với NC nên MP vuông góc với BM luôn.
Câu c
Tam giác MBP vuông tại M (do câu b), có I là trung điểm cạnh huyền BP. Còn J là giao 2 đường chéo hình bình hành MNCP nên J là trung điểm của NP. M xét tam giác NBP sẽ thấy J là trung điểm NP, I là trung điểm BP nên thằng IJ chính là đường trung bình. Đã là đường trung bình thì IJ song song với cạnh đáy NB (HN) thôi.
Chứng minh \(MNCP\) là hình bình hành
Xét tam giác \(AHB\), ta có \(M\) là trung điểm của \(AH\) và \(N\) là trung điểm của \(BH\). Do đó, \(MN\) là đường trung bình của tam giác \(AHB\).
Suy ra \(MN \parallel AB\) và \(MN = \frac{AB}{2}\) (tính chất đường trung bình).
Theo giả thiết, \(AB = 2AD \Rightarrow \frac{AB}{2} = AD\). Mặt khác, hình chữ nhật \(ABCD\) có \(CD = AB\).
Suy ra \(MN = AD\). Mà \(CD = AB\), do đó \(MN = \frac{CD}{2} = CP\) (\(P\) là trung điểm của \(CD\)).
Ta có \(MN \parallel AB\), mà \(AB \parallel CD\) (vì \(ABCD\) là hình chữ nhật), nên \(MN \parallel CP\).
Tứ giác \(MNCP\) có \(MN \parallel CP\) và \(MN = CP\), nên nó là hình bình hành.
b) Chứng minh \(MP\) vuông góc với \(BM\)
Vì \(MNCP\) là hình bình hành, ta có \(MP \parallel NC\).
Xét tam giác \(BNC\), \(P\) là trung điểm của \(CD\). Vì \(CP = MN\) và \(CP \parallel MN\), nên ta dễ dàng chứng minh được \(B, N, K\) thẳng hàng. Tam giác \(BNC\) vuông tại \(N\) (do \(BN \perp NC\)).
Bằng các góc đồng vị, ta chứng minh được \(\Delta BNC \sim \Delta AMB\), suy ra \(\widehat{ABM} = \widehat{NBC}\).
Lại có \(\widehat{ABM} + \widehat{MBC} = 90^\circ\). Suy ra \(\widehat{NBC} + \widehat{MBC} = \widehat{NBM} = 90^\circ\). Do đó \(BM \perp NC\).
Vì \(MP \parallel NC\) và \(BM \perp NC\), ta suy ra \(BM \perp MP\).
c) Chứng minh \(IJ \parallel HN\)
Gọi \(O\) là trung điểm của \(MC\). Vì \(MNCP\) là hình bình hành, đường chéo \(MC\) cắt \(NP\) tại trung điểm của mỗi đường. Do đó \(J\) là trung điểm của \(MC\) và \(J\) cũng là trung điểm của \(NP\).
Xét tam giác \(MBC\), \(J\) là trung điểm của \(MC\), \(I\) là trung điểm của \(BP\) (theo giả thiết).
Do đó, \(IJ\) là đường trung bình của tam giác \(MBC\), suy ra \(IJ \parallel BC\).
Xét tam giác \(BHC\), theo định lý Ta-let hoặc tính chất đường trung bình mở rộng, ta chứng minh được \(HN \parallel BC\) (vì \(N\) và \(M\) lần lượt là trung điểm của \(BH\) và \(AH\), dẫn đến \(HN \parallel BC\)).
Từ \(IJ \parallel BC\) và \(HN \parallel BC\), ta suy ra \(IJ \parallel HN\).
Để giải bài toán này, ta sẽ thực hiện từng phần một.
**a) Chứng minh MNCP là hình bình hành:**
1. **Xác định tọa độ các điểm:**
- Gọi A(0, 0), B(2a, 0), C(2a, b), D(0, b) với \( AB = 2AD \) tức là \( 2a = 2b \) hay \( a = b \).
- Do đó, ta có A(0, 0), B(2a, 0), C(2a, 2a), D(0, 2a).
2. **Tìm tọa độ các điểm M, N, P:**
- M là trung điểm của AH, với H là điểm trên AC. Gọi H có tọa độ (x, y) trên AC, ta có M = \(\left(\frac{0+x}{2}, \frac{0+y}{2}\right) = \left(\frac{x}{2}, \frac{y}{2}\right)\).
- N là trung điểm của BH, với B(2a, 0) và H(x, y), ta có N = \(\left(\frac{2a+x}{2}, \frac{0+y}{2}\right) = \left(\frac{2a+x}{2}, \frac{y}{2}\right)\).
- P là trung điểm của CD, với C(2a, 2a) và D(0, 2a), ta có P = \(\left(\frac{2a+0}{2}, \frac{2a+2a}{2}\right) = (a, 2a)\).
3. **Chứng minh MN // CP và MP // NC:**
- Tính vector MN = N - M và CP = P - C.
- Tính vector MP = P - M và NC = C - N.
- Nếu MN // CP và MP // NC thì MNCP là hình bình hành.
**b) Chứng minh MP vuông góc với BM:**
1. **Tính vector BM và MP:**
- Vector BM = M - B và vector MP = P - M.
- Tính tích vô hướng của hai vector này. Nếu tích vô hướng bằng 0 thì MP vuông góc với BM.
**c) Chứng minh IJ // HN:**
1. **Xác định tọa độ I và J:**
- I là trung điểm của BP, J là giao điểm của MC và NP.
- Tính tọa độ của I và J dựa trên tọa độ của B, P, M, N.
2. **Chứng minh IJ // HN:**
- Tính vector IJ và HN. Nếu vector IJ // vector HN thì IJ // HN.
Từ các bước trên, ta có thể hoàn thành bài toán và chứng minh các yêu cầu đã nêu.
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
113775
-
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
74544 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
54619 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
48873 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
47973 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
47090 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
42171 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
39795
