Ôn tập chương 3 - Phần Hình học

Trong ΔABC, ta có AC > AB

Suy ra: ∠(ABC) > ∠(ACB) (đối diện với cạnh lớn hơn là góc lớn hơn) (1)

Ta có: AB = BM (gt) ⇒ ΔABM cân tại B

Suy ra: ∠(AMB) = ∠A1(tính chất tam giác cân)

Trong ΔABM, ta có ∠(ABC) là góc ngoài tại đỉnh B

Suy ra: ∠(ABC) = ∠(AMB) + ∠A1 hay : ∠(ABC) = 2.∠(AMB)

Suy ra: ∠(AMB) = 1/2 ∠(ABC) (2)

Lại có: AC = CN (gt) ⇒ ΔACN cân tại C

Suy ra: ∠(ANC) = ∠A2(tính chất tam giác cân)

Trong ΔACN, ta có ∠(ACB) là góc ngoài tại đỉnh C

Suy ra: ∠(ACB) = ∠(ANC) + ∠A2 hay ∠(ACB) = 2∠(ANC)

Suy ra: ∠(ANC) = 1/2 ∠(ACB) (3)

Từ (1), (2) và (3) suy ra: ∠(AMB) > ∠(ANC) .

Trong ΔAMN, ta có: ∠(AMB) > ∠(ANC)

Suy ra: AN > AM (đối diện với góc lớn hơn là cạnh lớn hơn).

Ta có: AB < AC (gt)

Suy ra: HB < HC (đường xiên lớn hơn thì hình chiếu lớn hơn)

* Trường hợp Bnhọn (hình 83a)

Trong Δ ABC, ta có: AB < AC

Suy ra: ∠B > ∠C(đối diện với cạnh lớn hơn là góc lớn hơn)

Trong Δ AHB, ta có ∠(AHB) = 90o

Suy ra: ∠B + ∠(HAB) = 90o (tính chất tam giác vuông) (1)

Trong Δ AHC, ta có ∠(AHC) = 90o

Suy ra: ∠C + ∠(HAC) = 90o (tính chất tam giác vuông) (2)

Từ (1) và (2) suy ra: ∠B + ∠(HAB) = ∠C + ∠(HAC)

Mà ∠B > ∠C nên ∠(HAB) < ∠(HAC)

* Trường hợp Btù (hình 83b)

Vì điểm B nằm giữa H và C nên ∠(HAC) = ∠(HAB) + ∠(BAC)

Vậy ∠(HAB) < ∠(HAC).

Ta có: 1 = 3 - 2 = 4 - 3 = 5 - 4

Suy ra: trong 3 cạnh của tam giác không có cạnh nào có độ dài 1cm.

* Nếu cạnh nhỏ nhất là 2cm

Ta có: 4 - 3 < 2 < 4 + 3; 5 - 4 < 2 < 5 + 4

Suy ra: hai cạnh kia là 3cm và 4cm hoặc 4cm và 5cm

* Nếu cạnh nhỏ nhất là 3cm

Ta có: 5 - 4 < 3 < 5 + 4; 3 = 5 - 2; 3 > 4 - 2

Như vậy hai cạnh kia là 5cm và 4cm

* Không có trường hợp cạnh nhỏ nhất là 4cm

Vậy có thể vẽ được ba tam giác với độ dài các cạnh là:

      2cm; 3cm; 4cm

      2cm; 4cm; 5cm

      3cm; 4cm; 5cm

* Nếu M không trùng với giao điểm của AC và BD

Trong ΔAMC, ta có: MA + MC > AC (bất đẳng thức tam giác)

Trong ΔMBD, ta có: MB + MD > BD (bất đẳng thức tam giác)

* Nếu M trùng với giao điểm AC và BD

Ta có: MA + MC = AC

MB + MD = BD

+) Kết hợp cả hai trường hợp, suy ra: MA + MC ≥ AC

Và MB + MD ≥ BD (dấu bằng xảy ra khi M trùng với giao điểm của AC và BD)

Suy ra: MA + MB + MC + MD ≥ AC + BD

Vậy MA + MB + MC + MD = AC + BD bé nhất khi đó M là giao điểm của AC và BD.

Vì G là trọng tâm của ΔABC nên GA = 2GM (tính chất đường trung tuyến)

Ta có ΔAGC và ΔGMC có chung đường cao kẻ từ đỉnh C đến AM, đồng thời cạnh đáy GA = 2GM.

Suy ra: SAGC = 2SGMC (1)

Ta có ΔGMB và ΔGMC có cạnh đáy MB = MC, chung đường cao kẻ từ đỉnh G đến cạnh BC

Suy ra: SGMB = SGMC (2)

Ta có ΔAGB và ΔGMB có chung đường cao kẻ từ đỉnh B đến cạnh AM, đồng thời AG = 2GM (chứng minh trên)

Suy ra: SAGB = 2SGMB (3)

Mà SBGC = SGMB + SGMC = SGMB + SGMB = 2SGMB (4)

Từ (1), (2), (3) và (4) suy ra: SAGB = SAGC = SBGC

Vì điểm M nằm trong góc xOy và cách đều hai cạnh Ox và Oy nên M thuộc tia phân giác Oz của ∠(xOy).

Vì điểm M cách đều 2 điểm A và B nên M thuộc đường trung trực của AB.

Vậy M là giao điểm của đường trung trực của đoạn thẳng AB và tia phân giác Oz của ∠(xOy)

Do đó, có vô số điểm M thỏa mãn điều kiện trong câu a) khi OA = OB.

Nếu OA = OB thì ΔOAB cân tại O

Khi đó tia phân giác của ∠(xOy) cũng là đường trung trực của AB

Vậy bất kì điểm M nào nằm trên tia phân giác của ∠(xOy) đều thỏa mãn điều kiện trong câu a).

- Dùng thước chia khoảng, trên Ox lấy điểm A, trên Oy lấy điểm B sao cho OA = OB.

- Nối AB.

- Dùng thước chia khoảng để đo đoạn AB, lấy trung điểm M của AB.

- Kẻ tia OM.

Khi đó, OM là tia phân giác của góc ∠xOy.

Chứng minh

Tam giác ABO có OA = OB ( cách dựng) nên tam giác OAB cân tại O.

Lại có: OM là đường trung tuyến nên OM cũng là đường phân giác của ∠(AOB). ( tính chất tam giác cân)

Vậy OM là tia phân giác của ∠(xOy).

- Kẻ AH ⊥ a kéo dài HA cắt b tại B

- Kẻ AK ⊥ b kéo dài KA cắt a tại C

- Nối BC

- Kẻ AI ⊥ BC, đường thẳng AI đi qua O

Chứng minh:

Vì tam giác OBC có hai đường cao BH và CK cắt nhau tại A nên A là trực tâm của tam giác OBC.

Khi đó OA là đường cao thứ ba nên OA ⊥ BC.

Lại có: AI ⊥ BC nên đường thẳng OA và đường thẳng AI trùng nhau ( vì qua 1 điểm nằm ngoài 1 đường thẳng ta vẽ được một và chỉ một đường thẳng vuông góc với đường thẳng cho trước).

Suy ra: đường thẳng AI đi qua O.

Nối MA, MB. Gọi C là giao điểm của MB với đường thẳng d, nối CA.

Ta có: MB = MC + CB

mà CA = CB (tính chất đường trung trực)

Suy ra: MB = MC + CA (1)

Trong ΔMAC ta có:

MA < MC + CA (bất đẳng thức tam giác) (2)

Từ (1) và (2) suy ra: MA < MB

Nối NA, NB. Gọi D là giao điểm của NA với đường thẳng d, nối DB.

Ta có: NA = ND + DA

mà DA = DB (tính chất đường trung trực)

Suy ra: NA = ND + DB (3)

Trong ΔNDB, ta có:

NB < ND + DB (bất đẳng thức tam giác) (4)

Từ (3) và (4) suy ra: NA > NB

Theo phần a và b; với điểm H bất kì ta có:

+ Nếu H nằm trong phần PA thì HA < HB.

+ Nếu H nằm trong phần PB thì HB < HA.

+ Nếu H nằm trên đường thẳng d thì HA = HB (tính chất đường trung trực)

Do đó, để KA < KB thì K nằm trong phần PA.

Ta có: E thuộc tia phân giác của ∠(CBH)

Suy ra: EG = EH (tính chất tia phân giác) (1)

      E thuộc tia phân giác của ∠(BCK)

QUẢNG CÁO

Suy ra: EG = EK (tính chất tia phân giác) (2)

Từ (1) và (2) suy ra: EH = EG = EK.

Ta có: EH = EK (chứng minh trên)

Suy ra: E thuộc tia phân giác của ∠(BAC).

Mà E khác A nên AE là tia phân giác của ∠(BAC)

Ta có: AE là tia phân giác góc trong tại đỉnh A

      AF là tia phân giác góc ngoài tại đỉnh A

Suy ra: AE ⊥ AF (tính chất hai góc kề bù)

Vậy AE ⊥ DF.

Ta có: BF là tia phân giác góc trong tại đỉnh B

      BE là tia phân giác góc ngoài tại đỉnh B

Suy ra: BF ⊥ BE (tính chất hai góc kề bù)

Vậy BF ⊥ ED.

Lại có: CD là đường phân giác góc ngoài tại C

      CE là đường phân giác góc trong tại C

Suy ra: CD ⊥ CE (tính chất hai góc kề bù)

Vậy CD ⊥ EF.

Vậy các đường thẳng EA; FB; DC là các đường cao trong tam giác DEF.

+) Xét tam giác có đường cao và đường trung tuyến cùng xuất phát từ cùng 1 đỉnh và không trùng nhau :

Vì đường cao và đường trung tuyến xuất phát từ cùng một đỉnh lần lươt là đường vuông góc và đường xiên kẻ từ cùng một điểm đến cùng một đường thẳng.

Do đó,đường cao nhỏ hơn đường trung tuyến (1)

+) Xét tam giác cân có đường cao và đường trung tuyến cùng xuất phát từ đỉnh của tam giác cân nên chúng bằng nhau (2)

Từ (1) và (2) suy ra: trong tam giác cân, đường cao không lớn hơn đường trung tuyến xuất phát từ cùng 1 đỉnh.

Gọi giao điểm của hai đường thẳng AD và BE là G.

+) Xét tam giác BDG có góc ∠D1 là góc ngoài tam giác nên :

+)Xét tam giác ADC có ∠D1 + ∠A + ∠C = 180º mà ∠D1 > 90º nên ∠D1 là góc lớn nhất trong tam giác đó:

Suy ra: ∠D1 > ∠A

Suy ra: AC > CD ( cạnh đối diện với góc lớn hơn thì lớn hơn ). (1)

+) Mà D là trung điểm của BC nên  (2)

Từ (1) và (2) suy ra:  hay 2AC > BC ( điều phải chứng minh )

Để chứng minh ∠(BOG) = ∠(COD), ta chứng minh ∠(BOD) = ∠(GOC).

+) Tổng ba góc trong 1 tam giác bằng 180º nên :

+) Xét tam giác OAB, ta có góc ∠BOD là góc ngoài tam giác tại đỉnh O nên:

Lại có: BO và AO là tia phân giác của góc B và góc A nên:

Xét tam giác vuông OCG ta có:

+) Ta có: ∠(ABH) + ∠(ABC) = 180º ( hai góc kề bù)

Suy ra: ∠(ABH) = 180º - ∠(ABC) = 180º − 112º = 68º

+) Xét tam giác AHB vuông tại H ta có:

∠A1+ ∠(ABH) = 90º ( tính chất tam giác vuông)

Suy ra: ∠A1= 90º − ∠(ABH) = 90º − 68º = 22º

+) Tam giác ABC cân tại B nên ∠(BAC) = ∠(ACB)

Lại có ∠(ABC) = 112º và ∠(BAC)+ ∠(ACB) + ∠(ABC) = 180º nên

∠(BAC) = (180º − 112º) : 2 = 34o

+) Do AD là tia phân giác của góc BAC nên

+ Từ đó

∠(HAD) = ∠A1 + ∠A2= 22º + 17º = 39º.

Tam giác HAD vuông tại H nên: ∠(HDA)+ ∠(HAD) = 90º

Suy ra: ∠(HDA) = 90º − ∠(HAD) = 90º − 39º = 51º

Gọi giao điểm của CM và AB là C1. Ta cần chứng minh CC1 ⊥ AB và C1 là trung điểm của đoạn thẳng AB. Vì trong một tam giác ba đường cao đồng quy nên CM hay CC1 vuông góc với AB.

+) Do tam giác ABC cân tại C có CM là đường cao nên CM đồng thời là đường trung trực của đoạn thẳng AB ( tính chất tam giác cân).

+) Vì AC là đường trung trực của BB'

Suy ra: CB’ =CB ( tính chất đường trung trực)

Do đó,tam giác CBB’ là tam giác cân tại C. Có CA là đường trung trực của BB’ nên đồng thời là đường phân giác nên có ∠C1= ∠C2.

+) Vì AB là đường trung trực của CC' nên BC = BC’.

Suy ra, tam giác BCC’ cân tại B. Lại có BA là đường trung trực nên đồng thời là đường phân giác (tính chất tam giác cân).

Suy ra: ∠B1 = ∠B2 .

+) Ta có: AB, AC lần lượt là đường phân giác của các góc A'BC và góc A'CB; hai đường này cắt nhau tại A.

Vậy ba đường phân giác của tam giác A'BC đồng quy tại A, hay A là điểm nằm trong tam giác A'BC và cách đều ba cạnh của tam giác này.

+) Xét tam giác EIA vuông tại I nên :

+) Xét hai tam giác ABH và ∆EAI có:

AB = AE ( vì ABDE là hình vuông)

Suy ra: ∆ABH = ∆ EAI ( cạnh huyền – góc nhọn)

⇒ AH = EI ( hai cạnh tương ứng)

+) Tương tự hai tam giác vuông ACH và GAJ bằng nhau.

⇒ AH = GJ.

Suy ra EI = AH = GJ.

+) Xét ΔEKI và ΔGKJ có:

EI = GJ ( chứng minh trên)

∠(IKE) = ∠(JKG) (đối đỉnh).

do đó ΔEKI = ΔGKJ ( cgv – gn)

suy ra: KE = KG

Từ đó ta có K trung điểm của EG. Vậy AK là trung tuyến của tam giác AEG.

Theo a) ΔEKI = ΔGKJ nên KI = KJ.

Mặt khác, theo giả thiết K là trung điểm của AL nên KA = KL.

Suy ra: KA – KI = KL – KJ hay IA= JL.

Ta có: ∆ACH= ∆ GAJ ( theo a) nên HC = AJ;

∆ABH = ∆ EAI nên BH = AI.

+) Suy ra:

AL = AJ + JL = AJ + AI = HC + HB = BC

Xét tam giác ALB và ∆BCD có:

AL = BC ( chứng minh b)

AB = BD ( vì ABDE là hình vuông)

∠(BAL) = 90º + ∠(EAL) = 90 + ∠(ABC) = ∠(DBC) .

Suy ra: ∆ALB = ∆BCD ( c.g.c)

Suy ra ∠(ALB) = ∠(BCD) .

Mặt khác ta có ∠(ALB) + ∠(LBH) = 90º nên ∠(BCD) + ∠(LBH) = 90º.

Suy ra LB ⊥ CD, tức CD là một đường cao của tam giác LBC.

Lập luận tương tự câu c), ta có BF là một đường cao của tam giác LBC.

Vậy ba đường thẳng AH, BF, CD là ba đường cao của tam giác LBC nên chúng đồng quy.

+)Xét tam giác BDF và ∆EFD có:

DF chung

∠BDF = ∠DFE ( hai góc so le trong; BC// EF)

∠BFD = ∠FDE ( hai góc so le trong; DE// AB)

Suy ra:∆ BDF = ∆EFD (g.c.g)

Suy ra BD = EF. Theo giả thiết, D là trung điểm của BC nên CD = DB = EF.

+) Xét ∆ CDE và ∆ EFA có :

CD = EF ( chứng minh trên)

∠(CDE) = ∠(EFA) = ∠(CBA)

∠(ECD) = ∠(AEF) (các góc đồng vị).

Suy ra: ∆ CDE = ∆ EFA ( g.c.g)

Suy ra CE = EA nên E là trung điểm của CD.

Gọi D là trung điểm của BC, E là trung điểm của AC. Theo câu a)) đường thẳng qua D, song song với AB phải cắt AC tại trung điểm của AC nên đường thẳng đó phải đi qua E, hay DE // AB.

Gọi D, E, F theo thứ tự là trung điểm của BC, CA, AB. Đường trung trực của BC phải vuông góc với EF (vì (EF // BC), hay nó là một đường cao của tam giác DEF. Suy ra ba đường trung trực của tam giác ABC là ba đường cao của tam giác DEF. Do đó tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC (giao điểm của ba đường trung trực của tam giác ABC) là trực tâm của tam giác DEF.