Dạng 8. Bài luyện tập tổng hợp có đáp án
19 câu hỏi
Cho hình vuông ABCD . Hãy xác định đường thẳng d đi qua tâm hình vuông sao cho tổng các khoảng cách từ bốn đỉnh của hình vuông đến đường thẳng đó là : Lớn nhất
Xét trường hợp d cắt hai cạnh đối BC và AD (h.29)
Gọi m là tổng các khoảng cách từ bốn đỉnh hình vuông đến D.
m =2(AA’ +BB’)
Gọi M, N lần lượt là trung điểm của AB và A’B’
Suy ra : m = 4MN do đó:
m lớn nhất Û MN lớn nhất
m nhỏ nhất Û MN nhỏ nhất
MN £ MO Þ m lớn nhất Û M≡O Û d//AB
Cho hình vuông ABCD . Hãy xác định đường thẳng d đi qua tâm hình vuông sao cho tổng các khoảng cách từ bốn đỉnh của hình vuông đến đường thẳng đó là :Nhỏ nhất
Xét trường hợp d cắt hai cạnh đối BC và AD (h.29)
Gọi m là tổng các khoảng cách từ bốn đỉnh hình vuông đến D.
m =2(AA’ +BB’)
Gọi M, N lần lượt là trung điểm của AB và A’B’
Suy ra : m = 4MN do đó:
m lớn nhất Û MN lớn nhất
m nhỏ nhất Û MN nhỏ nhất
kẻ MH ^ OB . Chứng minh MN ≥MH Þ MN nhỏ nhất Û N ≡H Û d≡BD hoặc d ≡AC.
Cho DABC vuông cân tại A các điểm D,E theo thứ tự di chuyển trên các cạnh AB , AC sao cho BD = AE . Xác định vị trí các điểm D,E sao cho :DE có độ dài nhỏ nhất .
Gọi M là trung điểm của BC .
DBDM = DAEM ÞBMD^=AME^
ÞDME^=DMA^+AME^=DMA^+BMD^=BMA^=900
Gọi I là trung điểm của DE .
DE = DI+IE =AI + IM ≥ AM
Min DE = AM Û I là trung điểm của AM
Û D là trung điểm của AB và E là trung điểm của AC
Cho DABC vuông cân tại A các điểm D,E theo thứ tự di chuyển trên các cạnh AB , AC sao cho BD = AE . Xác định vị trí các điểm D,E sao cho :Tứ giác BDEC có diện tích lớn nhất
Đặt AE = x, AB =AC =a thì AD = a - x , SADE =
SBDEC nhỏ nhất Û SADE lớn nhất Û x(a - x) lớn nhất
Do x +( a- x) = a không đổi nên x( a - x) lớn nhất Û x = a - x Û x = a/2
Khi đó D là trung điểm của AB và E là trung điểm của AC
Cho D ABC vuông tại A có BC = a , diện tích là S . Gọi m là trung điểm của BC . Hai dường thẳng thay đổi qua M và vuông góc với nhau cắt các cạnh AB , AC ở D ,E .Tìm :Giá trị nhỏ nhất của đoạn thẳng DE .
(h.31)Gọi O là trung điểm của DE
Ta có OA = OD =OE = OM
Þ DE = OA + OM ≥ AM =
minDE = a/2 Û O là trung điểm của AM
Û D là trung điểm của AB và E là trung điểm của AC
Cho D ABC vuông tại A có BC = a , diện tích là S . Gọi m là trung điểm của BC . Hai dường thẳng thay đổi qua M và vuông góc với nhau cắt các cạnh AB , AC ở D ,E .Tìm : Giá trị nhỏ nhất của diện tích D MDE
(h.32)Kẻ MH ^ AB , MK ^ AC
ME ≥ MK , MD ≥ MH .
2SMDE = MD.ME ≥ MH.MK =AC2.AC2=S2
minSMDE = Û D ≡ H và E ≡ K
Cho điểm m di chuyển trên đoạn thẳng AB .Vẽ các tam giác đềuAMC và BMD về một phía của AB . Xác định vị trí của M để tổng diện tích hai tam giác đều tren là nhỏ nhất .
Gọi K là giao điểm của AC và BD .
Các tam giác AMC ,BMD đồng dạng với DAKB
Đặt AM = x ,BM = y , AB = a ta có :
S1S=xa2;S2S=ya2
ÞS1+S2S=x2+y2a2≥x+y22a2=a22a2=12
Dấu đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi x = y
Do đó : min (S1 +S2) =12 Û M là trung điểm của AB.
Cho tam giác nhọn ABC có các cạnh a,b,c tương ứng đường cao AH =H. Hãy dựng hình chữ nhật MNPQ nội tiếp trong tam giác ABC sao cho nó có diện tích lớn nhất . Biết M ÎAB ; N Î AC ; P,Q Î BC.
Gọi I là giao điểm của AH và MN
Đặt NP =x ; MN = y ; AI = h - x
DAMN ~ D ABC
ÞMNBC=AIAH⇒ya=h−xh⇒y=a.h−xh
Þ SMNPQ = xy = . x(h - x)
Þ SMNPQ lớn nhất Û x(h - x)lớn nhất
x +(h - x) = h không đổi nên
x(h - x) lớn nhất Û x = h - x Û x = h/2
Khi đó MN là đường trung bình của DABC
Cho D ABC vuông tại A . Từ một điểm I nằm trong tam giác ta kẻ IM ^ BC, IN ^ AC , IK ^AB . Tìm vị trí của I sao cho tổng IM2 +IN2 +IK2 nhỏ nhất.
Kẻ AH ^BC , IE ^AH
ANIK ,IMHE là các hình chữ nhật.
IK2+ IN2 = IK2 +AK2 = AI2 ≥ AE2
IM = EH
nên IK2+ IN2 + IM2 = AI2 +EH2 ≥ AE2+EH2
Đặt AE = x , EH =y ta có :
Þ IK2+ IN2 + IM2 ≥ .
Dấu “=” xảy ra khi I là trung điểm của đường cao AH.
Cho tam giác nhọn ABC .Từ một điểm I nằm trong tam giác ta kẻ IM ^ BC, IN ^ AC , IK ^AB . Đặt AK =x ; BM = y ; CN = z.Tìm vị trí của I sao cho tổng x2 +y2 +z2 nhỏ nhất.
Đặt BK = k , CM = m , AN = n ,
BC = a , AC = b , AB = c .
x2 +y2 +z2 =
=(IA2 - IK2 ) + (IB2 - IM2 ) + (IC2 - IN2 )
= (IA2 - IN2 ) + (IB2 - IK2 ) + (IC2 - IM2 ) = n2 + k2 + m2
Þ 2(x2 +y2 +z2 ) = x2 +y2 +z2 + n2 + k2 + m2
= ( x2+ k2 )+( y2+ m2 )+( z2 + n2 )
x2+ k2 ≥ x+k22=AB22=c22y2+ m2 ≥y+m22=BC22=a22
z2 + n2 ≥ z+n22=AC22=b22
Þ x2 +y2 +z2 ≥ a2+b2+c24.
min(x2 +y2 +z2 ) = a2+b2+c24 Û x = k , y = m , z = n.
Û I là giao điểm của các đường trung trực của DABC.
Cho nửa đường tròn có đường kính AB = 10 cm .Một dây CD có độ dài 6cm có hai đầu di chuyển trên nửa đường tròn . Gọi E và F theo thứ tự là hình chiếu của A và B trên CD. Tính diện tích lớn nhất của tứ giác ABFE.
Kẻ OH ^CD , ta tính được OH = 4cm
SABFE = 1/2(AE + BF).EF
= OH.EF £ OH. AB = 4.10 =40
max SABEF =40 cm2
Û EF // AB , khi đó OH ^ AB
Cho hình vuông ABCD cạnh a .Vẽ cung BD tâm A bán kính a (nằm trong hình vuông ) .một tiếp tuyến bất kỳ với cung đó cắt BC, CD theo thứ tự ở M và N. Tính độ dài nhỏ nhất của MN.
Đặt CM = m , CN = n , MN = x
m + n + x = 2CD = 2a và m2 +n2 = x2
Do đó : x2= m2 +n2 ≥
⇒2x2 ≥ ( 2a - x)2 Þ ≥ 2a - x
⇒ x ≥
⇒ min MN =2a Û m = n . Khi đó tiếp tuyến MN // BD , AM là tia phân giác của
⇒AN là phân giác của
Cho hai đường tròn (O) và (O’) tiếp xúc ngoài tại A .Qua A vẽ hai tia vuông góc với nhau , chúng cắt các đường tròn (O) , (O’) lần lượt tại B và C. Xác định vị trí của các tia đó để D ABC có diện tích lớn nhất .
Kẻ OD ^ AB ; O’E ^ AC ta có:
SABC = AB.AC =.2AD.2AE= 2.AD.AE
Đặt OA =R ; O’A = r ;
AD = R sina ; AE = r cosa
Þ SABC = Rr. 2sina .cosa
2sina .cosa£ sin2a + cos2a =1
Þ SABC £ Rr
Þ Do đó :
max SABC = Rr Û sina = cosaÛ sina = sin( 900-a ) Ûa = 900 -aÛa = 450.
Vậy nếu ta vẽ các tia AB,AC lần lượt tạo với các tia AO, AO’ thành các góc thì D ABC có diện tích lớn nhất .
Cho đường tròn (O;R) đường kính BC , A là một điểm di động trên đường tròn . Vẽ tam giác đều ABM có A và M nằm cùng phía đối với BC . Gọi H là chân đường vuông góc kẻ từ C xuống MB. Gọi D, E , F, G theo thứ tự là trung điểm của OC, CM, MH, OH . Xác định vị trí của điểm A để diện tích tứ giác DEFG đạt giá trị lớn nhất.
DEFG là hình bình hành.
Kẻ OI ^FH , ta có OI là đường trung bình của D BHC nên
OI = ½ HC = GD
MO là đường trung trực của AB nên Þ OI = ½
OM Þ GD = ½ OM
Mà ED = ½ OM Þ EG = GD
Þ DEFG là hình thoi
ÞÞDEFG đều
Þ SDEFG =2SEFG = 2.EF234=EF232 =HC2232 £ BC2232=R232
max S =R232 Û H ≡ B ÛMBC^=900Û ABC^=300Û AC = R.
Cho DABC nội tiếp đường tròn (O) D là điểm bất kỳ thuộc cung BC không chứa A và không trùng với B,C. Gọi H,I,K theo thứ tự là chân các đường vuông góc kẻ từ D đến các đường thẳng BC , AC, AB . Đặt BC = a , AC = b ,AB = c, DH = x , DI = y , DK = z . Chứng minh rằng :by+cz=ax
Lấy E trên BC sao cho
DCDE đồng dạng với D ADB
ÞDHDK=CEAB⇒xz=CEc⇒cz=CEx
Tương tự DBDE đồng dạng với D ADC
ÞDHDI=BEAC⇒xy=BEb⇒by=BEx
Þby+cz=BE+CEx=ax
Cho DABC nội tiếp đường tròn (O) D là điểm bất kỳ thuộc cung BC không chứa A và không trùng với B,C. Gọi H,I,K theo thứ tự là chân các đường vuông góc kẻ từ D đến các đường thẳng BC , AC, AB . Đặt BC = a , AC = b ,AB = c, DH = x , DI = y , DK = z .Tìm vị trí của điểm D để tổng ax+by+cz nhỏ nhất
ax+by+cz=ax+ax=2ax.Do đó S nhỏ nhấtÛ ax nhỏ nhất Û x lớn nhất Û D≡M ( M là điểm chính giữa của cung BC không chứa A)
Cho DABC nhọn , điểm M di chuyển trên cạnh BC .Gọi P ,Q là hình chiếu của M trên AB , AC . Xác định vị trí của điểm M để PQ có độ dài nhỏ nhất.
Tứ giác APMQ là tứ giác nội tiếp . Gọi O là tâm đường tròn ngoại tiếp tứ giác APMQ.
Kẻ OH ^ PQ . Đặt =a thì = a
PQ = 2 PH = 2.OP sina = AM sina
Do a không dổi nên
PQ nhỏ nhất Û AM nhỏ nhất Û AM ^BC.
Cho đoạn thẳng AB và một điểm C trên AB .Vẽ trên cùng một nửa mặt phẳng bờ AB các nửa đường tròn có đường kính AB,AC,BC . Xác định vị trí của điểm C trên đoạn AB để diện tích phần giới hạn bởi ba nửa đường tròn đó dạt giá trị lớn nhất.
Gọi (O1;r1);(O2;r2);(O3;r3) là các đường tròn có đường kính là Ab,AC,BC
Đặt AB = 2a , AC =2x thì r1 = a , r2= x Suy ra BC =2a - 2x và r3 = a - x
Gọi S là diện tích giới hạn bởi ba đường tròn
Ta có :S=πr122−πr222+πr322πa22−πx22−πa−x22=πxa−x
S lớn nhất Û x( a -x) lớn nhất
Mặt khác x + (a - x) = a không đổi nên
x( a -x) lớn nhất Û x = a - x Û x =a2 Û C ≡O1
Lúc đó ta có S =πa24
Cho đường tròn (O;R) . Trong đường tròn (O) vẽ hai đường tròn (O1) và (O2) tiếp xúc ngoài nhau và tiếp xúc trong với (O) trong đó bán kính đường tròn (O2) gấp đôi bán kính đường tròn (O1). Tìm giá trị nhỏ nhất của diện tích phần hình tròn (O) nằm ngoài các hình tròn (O1) và(O2)
Gọi x là bán kính đường tròn (O1) Khi đó 2x là bán kính đường tròn (O2 ) (h.44)
Xét DOO1O2 ta có : O1O2 £ O O1 +OO2
Þ 3x £ (R - x) +( R - 2x) Þ 6x £ 2R Þ x £R3
Gọi S là phần diện tích hình tròn (O) nằm ngoài các đường tròn (O1)và (O2 ) , ta có :
S =πR2−πx2−π4x2=πR2−5x2
Do x £ R3 nên x2 £ R29 Þ S ≥ 4πR29;
min S =4πR29Û x =R3
Khi đó O1,O,O2 thẳng hàng và bán kính các đường tròn (O1) và (O2 ) là R3 và 2R3 (h.45).
