(1,0 điểm) Cho \(\Delta ABC\) cân tại \(A,\) đường trung tuyến \(AH.\) Gọi \(I\) và \(K\) lần lượt là trung điểm của \(AC\) và \(AB.\) Gọi \(E\) là điểm sao cho \(I\) là trung điểm của \(HE.\)

a) Giải thích tại sao tứ giác \(AKHI\) là hình thoi.

b) Chứng minh rằng \(AHCE\) là hình chữ nhật. Tam giác \(ABC\) cần thêm điều kiện gì để tứ giác \(AHCE\) là hình vuông?

Hướng dẫn giải

Gọi các điểm như hình vẽ bên.

Trong đó \[AB\] là độ cao cột cờ ban đầu, \[BC = 1\,\,{\rm{m}}\] độ dài cột cờ nâng lên.

Gọi \[AD,{\rm{ }}AK\] lần lượt là bóng cột cờ lúc ban đầu và sau khi nâng.

Theo đề bài, ta có \(\frac{{AK}}{{AD}} = \frac{9}{8}.\)

Tại cùng một thời điểm các tia sáng mặt trời song song nhau nên \[BD\,{\rm{//}}\,CK.\]

Áp dụng định lý Thalès, ta có: \(\frac{{AK}}{{AD}} = \frac{{AC}}{{AB}} = \frac{9}{8}\) hay \(\frac{{AC}}{9} = \frac{{AB}}{8}.\)

Theo tính chất dãy tỉ số bằng nhau, ta có: \(\frac{{AC}}{9} = \frac{{AB}}{8} = \frac{{AC - AB}}{{9 - 8}} = \frac{{BC}}{1} = 1.\)

Do đó \[AB = 8 \cdot 1 = 8\,\,\left( {\rm{m}} \right).\]

Vậy độ cao cột cờ ban đầu là 8 mét.

Hướng dẫn giải

Đáp án:

a) Sai.

b) Đúng.

c) Sai.

d) Đúng.

⦁ Ta có \(HE \bot AB\) tại \(E\) và \(ME = EH\).

Do đó, \(AB\) là trung trực của \(MH.\)

Lại có \(HF \bot AC\) tại \(F\) và \(FN = FH\).

Như vậy, \(AC\) là trung trực của \(NH.\) Do đó ý a) sai.

⦁ Xét tam giác \(MHN\) có \(E\) là trung điểm của \(MH\) và \(F\) là trung điểm của \(HN.\)

Do đó, \(EF\) là đường trung bình của tam giác \(HNM\).

Suy ra \(EF\parallel MN.\) Do đó ý b) đúng.

⦁ Xét \(\Delta EAH\) và \(\Delta EAM\) có: \(AE\) chung; \(ME = EH\) nên \(\Delta EAH = \Delta EAM\) (hai cạnh góc vuông)

Suy ra \(AM = AH\) (hai cạnh tương ứng).(1)

Tương tự, ta chứng minh \(\Delta FAH = \Delta FAN\) (hai cạnh góc vuông)

Suy ra \(AN = AH\) (hai cạnh tương ứng).(2)

Từ (1) và (2) suy ra \(AM = AN\) nên tam giác \(AMN\) cân tại \(A.\) Do đó ý c) sai.

⦁ Vì \(I\) là trung điểm của \(MN\) mà tam giác \(AMN\) cân tại \(A\) nên\(AI\) là đường cao của \(\Delta AMN.\)

Mà \(EF\parallel MN\) (cmt) nên \(AI \bot EF.\) Do đó ý d) đúng.