Chứng minh rằng đường kính đi qua điểm chính giữa của một cung thì vuông góc với dây căng cung ấy và ngược lại.

Mệnh đề: Đường kính đi qua điểm chính giữa của một cung thì vuông góc với dây căng cung ấy.

Giả sử đường kính MN đi qua M là điểm chính giữa cung AB

Vì M là điểm chính giữa cung AB nên ta có:

Mà dây MA chắn cung nhỏ AM, dây MB chắn cung nhỏ MB nên MA = MB (1)

Ta lại có: OA = OB (2) (cùng bằng bán kính đường tròn tâm O)

Từ (1) và (2) ta suy ra OM là đường trung trực của AB

Hay MN là đường trung trực của AB

Þ MN ^ AB (đpcm)

Mệnh đề đảo: Đường kính vuông góc với dây cung thì đi qua điểm chính giữa của cung ấy.

Chứng minh:

Giả sử đường kính MN vuông góc với dây AB tại H

Xét tam giác OAB có:

OA = OB (cùng bằng bán kính đường tròn tâm O)

Do đó, tam giác OAB cân tại O

Có: OH vuông góc với AB tại H (do MN vuông góc với dây AB tại H)

Do đó, OH là đường cao và cũng là đường phân giác

\( \Rightarrow \widehat {AOH} = \widehat {BOH} \Rightarrow \widehat {AOM} = \widehat {BOM}\)

Mà ta có:

Góc AOM chắn cung nhỏ AM

Góc BOM chắn cung nhỏ BM

 $\Rightarrow sd\stackrel{⏜}{AM}=sd\stackrel{⏜}{MB}\Rightarrow \stackrel{⏜}{AM}=\stackrel{⏜}{MB}$

Do đó, M là điểm chính giữa của cung nhỏ AB (đpcm)