Cho đoạn thẳng AB có độ dài 2a .Vẽ về một phía của AB các tia Ax và By vuông góc với AB. Qua trung điểm của M của AB có hai đường thẳng thay đổi luôn vuông góc với nhau và cắt Ax, By theo thứ tự tại C và D. Xác định vị trí của các điểm C,D sao cho tam giác MCD có diện tích nhỏ nhất . Tính diện tích tam giác đó.

Tam giác HAE = tam giác EBF = tam giác FCG = tam giác GHD

$\Rightarrow$ HE = EF = FG = GH

$\Rightarrow$ EFGH là hình thoi .

$\Rightarrow$  $\widehat{AHE}=\widehat{B\text{EF}}$

$\Rightarrow \widehat{AHE}+\widehat{\text{AEH}}={90}^0$

$\Rightarrow$  $\widehat{B\text{EF}}+\widehat{\text{AEH}}={90}^0\Rightarrow \widehat{HEF}={90}^0$

$\Rightarrow$ EFGH là hình vuông

Gọi O là giao điểm của AC và EG . Tứ giác AECG có AE = CG, AE //CG nên là hình bình hành suy ra O là trung điểm của AC và EG , do đó O là tâm của cả hai hình vuông ABCD và EFGH.

DHOE vuông cân : HE² = 2OE² $\Rightarrow$ HE = OE$\sqrt{2}$

Chu vi EFGH = 4HE = 4$\sqrt{2}$ OE . Do đó chu vi EFGH nhỏ nhất $\iff$ OE nhỏ nhất

Kẻ OK vuông góc với AB $\Rightarrow$ OE ≥OK ( OK không đổi )

OE = OK $\iff$ E ≡ K

Do đó min OE = OK

Như vậy, chu vi tứ giác EFGH nhỏ nhất khi và chỉ khi E,F,G,H là trung điểm của AB , BC, CD, DA.

Xét hình bình hành ABCD có AC = 8 cm; BD = 6 cm ( h.6)

Gọi O là giao điểm hai đường chéo. Kẻ BH vuông góc với AC .

Ta có : S_ABCD = 2S_ABC  = AC.BH

Ta có AC = 8cm, BH ≤ BO = 3cm. Do đó :

S_ABCD ≤ 8.3 = 24 (cm²)

S_ABCD = 24 cm² $\iff$ BH ≡ BO $\iff$ H ≡ O $\iff$ BD vuông góc với AC

Vậy max S_ABCD = 24 cm² . Khi đó hình bình hành ABCD là hình thoi (h.7) có diện tích 24cm².