Cho nửa đường tròn (O) đường kính CD. Vẽ các tiếp tuyến Cx, Dy (Cx, Dy và nửa đường tròn (O) thuộc cùng một nửa mặt phẳng bờ CD). Lấy điểm M tùy ý trên nửa đường tròn trên. Tiếp tuyến tại M cắt Cx, Dy lần lượt tại A, B.

a) Chứng minh ∆OAB vuông tại O.

b) Chứng minh AB = AC + BD.

c) Chứng minh CD là tiếp tuyến của đường tròn đường kính AB.

Lời giải

a) Vì AM, AC là hai tiếp tuyến của (O) nên ta có OA là tia phân giác của \(\widehat {COM}\).

Chứng minh tương tự, ta được OB là tia phân giác của \(\widehat {MOD}\).

Ta có \(\widehat {COM} + \widehat {MOD} = 180^\circ \) (hai góc kề bù).

\( \Leftrightarrow 2\widehat {AOM} + 2\widehat {MOB} = 180^\circ \)

\( \Leftrightarrow 2\left( {\widehat {AOM} + \widehat {MOB}} \right) = 180^\circ \)

\( \Leftrightarrow \widehat {AOM} + \widehat {MOB} = \frac{{180^\circ }}{2}\)

\( \Leftrightarrow \widehat {AOB} = 90^\circ \).

Vậy tam giác AOB vuông tại O.

b) Theo tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau, ta có AC = AM và BM = BD.

Ta có AB = AM + MB = AC + BD.

Vậy ta có điều phải chứng minh.

c) Gọi I là trung điểm của AB.

Suy ra I là tâm của đường tròn đường kính AB.

Ta có \(\widehat {AOB} = 90^\circ \) (chứng minh trên).

Suy ra O nằm trên đường tròn đường kính AB.

Ta có CA ⊥ CD và BD ⊥ CD (AC, BD là tiếp tuyến của đường tròn (O)).

Suy ra CA // BD.

Do đó ABDC là hình thang.

Hình thang ABDC có O, I lần lượt là trung điểm của CD và AB.

Suy ra OI là đường trung bình của hình thang ABDC.

Do đó OI // AC.

Mà AC ⊥ CD (chứng minh trên).

Suy ra OI ⊥ CD.

Vậy CD là tiếp tuyến của đường tròn đường kính AB.