Cho đường tròn (O; 8 cm) và hai điểm A, B nằm trên đường tròn thoả mãn AB = 6 cm. Vẽ đường kính MN sao cho hai đoạn thẳng MN và AB không có điểm chung. Gọi A’, B’ lần lượt là hai điểm đối xứng với A, B qua MN. Chứng minh:

a) ABB’A’ là hình thang cân.

b) Bốn điểm A, B, B’, A’ cùng nằm trên đường tròn (O; 8 cm).

a) Gọi I, J lần lượt là giao điểm của MN với AA’, BB’.

Do A’, B’ lần lượt là hai điểm đối xứng với A, B qua MN nên AA’ ⊥ MN tại I, IA = IA’ và BB’ ⊥ MN tại J, JB = JB’.

Xét ∆AIJ và ∆A’IJ, có:

\(\widehat {AIJ} = \widehat {A'IJ} = 90^\circ ,\) IA = IA’, cạnh IJ chung

Do đó ∆AIJ  = ∆A’IJ (hai cạnh góc vuông)

Suy ra AJ = A’J và \[\widehat {{\rm{AJI}}} = \widehat {A'JI}\] (các cặp cạnh và góc tương ứng).

Ta có: \[\widehat {{\rm{AJI}}} + \widehat {BJA} = 90^\circ ;\,\,\widehat {A'JI} + \widehat {A'JB'} = 90^\circ \] và \[\widehat {{\rm{AJI}}} = \widehat {A'JI}\] nên \[\widehat {BJA} = \widehat {A'JB'}.\]

Xét ∆ABJ và ∆A’B’J, có:

JB = JB’, \[\widehat {BJA} = \widehat {A'JB'},\] AJ = A’J

Do đó ∆ABJ = ∆A’B’J (c.g.c), suy ra \(\widehat B = \widehat {B'}.\)

Ta có AA’ // BB’ (cùng vuông góc với MN) nên ABB’A’ là hình thang, lại có \(\widehat B = \widehat {B'}\) nên ABB’A’ là hình thang cân.

b) Ta có MN là trục đối xứng của đường tròn (O; 8 cm), A, B đã thuộc đường tròn (O; 8 cm) suy ra A’, B’ là hai điểm đối xứng với A, B qua MN nên cũng thuộc đường tròn (O; 8 cm), suy ra bốn điểm A, B, B’, A’ cùng nằm trên đường tròn (O; 8 cm).