Hình vuông ABCD có cạnh bằng 1, người ta nối trung điểm các cạnh liên tiếp của nó để tạo thành tứ giác EFGH, tiếp tục như vậy được tứ giác mới IKPQ (Hình 15).

Chứng minh:

a) Tứ giác EFGH và tứ giác IKPQ là các tứ giác nội tiếp đường tròn.

b) Tỉ số bán kính đường tròn ngoại tiếp hình vuông ABCD và bán kính của đường tròn ngoại tiếp tứ giác EFGH bằng tỉ số bán kính đường tròn ngoại tiếp tứ giác EFGH và bán kính đường tròn ngoại tiếp tứ giác IKPQ.

Vì tứ giác ABCD nội tiếp đường tròn nên tổng hai góc đối bằng 180°.

Do đó ta có: $\hat{A}+\hat{C}=180°, \hat{B}+\hat{D}=180°$

a) ⦁ Ta có: $\hat{A}+\hat{C}=180°$ và $\hat{A}=3\hat{C}$

Suy ra $3\hat{C}+\hat{C}=180°$ hay $4\hat{C}=180°$ nên $\hat{C}=45°$.

Do đó $\hat{A}=3\hat{C}=3·45°=135°$.

⦁ Ta có $\hat{B}+\hat{D}=180°$ và $\hat{B}=5\hat{D}$

Suy ra $5\hat{D}+\hat{D}=180°$ hay $6\hat{D}=180°$ nên $\hat{D}=30°$.

Do đó $\hat{B}=5\hat{D}=5·30°=150°$.

Vậy $\hat{A}=135°, \hat{B}=150°, \hat{C}=45°,\hat{D}=30°$.

b) Từ $\hat{A}-\hat{C}=12°$ và $\hat{D}-\hat{B}=76°$ ta có $\hat{A}=\hat{C}+12°$ và $\hat{D}=\hat{B}+76°$

• Ta có $\hat{A}+\hat{C}=180°$ và $\hat{A}=\hat{C}+12°$

Suy ra $\hat{C}+12°+\hat{C}=180°$ hay $2\hat{C}=168°$ nên $\hat{C}=84°$.

Do đó $\hat{A}=\hat{C}+12°=84°+12°=96°$.

• Ta có $\hat{B}+\hat{D}=180°$ và $\hat{D}=\hat{B}+76°$

Suy ra $\hat{B}+\hat{B}+76°=180°$ hay $2\hat{B}=104°$ nên $\hat{B}=52°$

Do đó $\hat{D}=\hat{B}+76°=52°+76°=128°$.

Vậy $\hat{A}=96°,\overbrace{B}=52°,\hat{C}=84°,\hat{D}=128°$.

c) Từ $\hat{A}=7\hat{B}$ và $\hat{A}+2\hat{B}=180°$ ta có $7\hat{B}+2\hat{B}=180°$

Hay $9\hat{B}=180°$ nên $\hat{B}=20°$.

Ta có:

• $\hat{A}=7\hat{B}=7·20°=140°$.

• $\hat{A}+\hat{C}=180°$ suy ra $\hat{C}=180°-\hat{A}=180°-140°=40°;$

• $\hat{B}+\hat{D}=180°$ suy ra $\hat{D}=180°-\hat{B}=180°-20°=160°$.

Vậy $\hat{A}=140°, \hat{B}=20°, \hat{C}=40°, \hat{D}=160°$.

d) Từ $\hat{D}-\hat{C}=20°$ ta có $\hat{D}=\hat{C}+20°$

Mà $\hat{D}+\hat{C}=100°$ nên $\hat{C}+20°+\hat{C}=100°$

Hay $2\hat{C}=80°$ suy ra $\hat{C}=40°$

Ta có:

• $\hat{D}=\hat{C}+20°=40°+20°=60°;$

• $\hat{A}+\hat{C}=180°$ suy ra $\hat{A}=180°-\hat{C}=180°-40°=140°$

• $\hat{B}+\hat{D}=180°$ suy ra $\hat{B}=180°-\hat{D}=180°-60°=120°$

Vậy $\hat{A}=140°, \hat{B}=120°, \hat{C}=40°, \hat{D}=60°$.

a) Gọi I là trung điểm của MF.

Xét ∆CMF vuông tại C nên điểm C nằm trên đường tròn đường kính MF.

Do ABCD là hình vuông nên ∆MAF vuông tại A, do đó điểm A nằm trên đường tròn đường kính MF.

Khi đó, bốn điểm A, M, C, F cùng nằm trên đường tròn đường kính MF, do đó tứ giác AMCF nội tiếp đường tròn đường kính MF.

Suy ra  (hai góc nội tiếp cùng chắn cung MA) hay $\widehat{NCA}=\widehat{MFN}$.

Tương tự, ta chứng minh được tứ giác NACE nội tiếp đường tròn đường kính NE, nên $\widehat{NEA}=\widehat{NCA}$ (hai góc nội tiếp cùng chắn cung NA).

b) Do ABCD là hình vuông nên AC là đường phân giác của $\widehat{BAD}$, do đó $\widehat{BAC}=\widehat{CAD}=\frac{1}{2}\widehat{BAD}=\frac{1}{2}·90°=45°$ hay $\widehat{EAC}=45°$

Ta có tứ giác NACE nội tiếp đường tròn nên  (hai góc nội tiếp cùng chắn cung EC).

Mà $\widehat{NEC}=90°$ nên tam giác CEN vuông cân tại C.

Vì thế CN = CE.

Tương tự, tam giác CMF vuông cân tại C suy ra CM = CF.

Do đó CM + CN = CF + CE = EF.