Câu hỏi:

20/12/2025 11 Lưu

Cho tam giác \(ABC\)\(CA > CB\) và nội tiếp đường tròn tâm \(O\) đường kính \(AB.\) Các tiếp tuyến với đường tròn \(\left( O \right)\) tại \(A\)\(C\) cắt nhau tại \(M.\) Gọi \(H\) là giao điểm của \(MO\)\(AC.\)

1) Chứng minh rằng tứ giác \(OCMA\) nội tiếp và \(HA = HC.\)

2) Vẽ \(CK\) vuông góc với \(AB\,\,\left( {K \in AB} \right)\)\(HE\) vuông góc với \(CK\,\,\left( {E \in CK} \right).\) Chứng minh rằng \(HE \cdot CM = HM \cdot CH\) và tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác \(OKH\) nằm trên đường thẳng \(OC.\)

3) Chứng minh rằng ba điểm \(M,\,\,E,\,\,B\) thẳng hàng.

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

1) Chứng minh tứ giác \(OCMA\) nội tiếp

Do \[MA,{\rm{ }}MC\] là tiếp tuyến của đường tròn \(\left( O \right)\) nên \(\widehat {MAO} = \widehat {MCO} = 90^\circ .\)

Do đó hai điểm \(A,\,\,C\) cùng nằm trên đường tròn đường kính \(MO.\)

Vậy tứ giác \[OCMA\] nội tiếp đường tròn đường kính \(MO.\)

Chứng minh \(HA = HC\)

Ta có \(MA = MC\) (tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau) và \(OA = OC\) nên \(MO\) là đường trung trực của \[AC.\] Do đó \(MO \bot AC\) tại trung điểm \(H\) của \(AC.\)

Suy ra \(HA = HC.\)

Cho tam giác \(ABC\) có \(CA > CB\) và nội tiếp đường tròn tâm \(O\) đường kính (ảnh 1)

2) Chứng minh \(HE \cdot CM = HM \cdot CH\)

Xét \(\Delta ACK\)\(HE\,{\rm{//}}\,AB\) (cùng vuông góc với \(CK)\)\(H\) là trung điểm của \(AC\) nên \(HE\) là đường trung bình của tam giác, do đó \(HE = \frac{1}{2}AK\) hay \(AK = 2HE.\)

Do \[OCMA\] là tứ giác nội tiếp nên \(\widehat {OMC} = \widehat {OAC}\) (hai góc nội tiếp cùng chắn cung \(OC)\) hay \(\widehat {HMC} = \widehat {KAC}.\)

Xét \(\Delta MHC\)\(\Delta AKC\) có: \[\widehat {MHC} = \widehat {AKC} = 90^\circ \]\(\widehat {HMC} = \widehat {KAC}.\)

Do đó  (g.g), suy ra \(\frac{{MH}}{{AK}} = \frac{{MC}}{{AC}}\) hay \[MH \cdot AC = MC \cdot AK.\]

Suy ra \[MH \cdot 2HC = MC \cdot 2HE\] hay \[MH \cdot HC = MC \cdot HE.\]

Chứng minh tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác \(OKH\) nằm trên đường thẳng \(OC\)

Ta có \(\widehat {CHO} = \widehat {OKC} = 90^\circ \) nên hai điểm \(H,\,\,K\) cùng nằm trên đường tròn đường kính \(OC\)

Vậy tứ giác \[HOKC\] nội tiếp đường tròn đường kính \(OC\) nên tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác \(OKH\) nằm trên đường thẳng \(OC.\)

Cho tam giác \(ABC\) có \(CA > CB\) và nội tiếp đường tròn tâm \(O\) đường kính (ảnh 2)

Từ \(\left( 1 \right)\)\(\left( 2 \right)\) suy ra \(\widehat {MCF} = \widehat {CBF}.\)

Xét \(\Delta MCF\)\(\Delta MBC\) có: \(\widehat {CMB}\) là góc chung, \(\widehat {MCF} = \widehat {MBC}\)

Do đó  (g.g), suy ra \(\frac{{MC}}{{MB}} = \frac{{MF}}{{MC}},\) hay \(M{C^2} = MF \cdot MB.\)

Xét \(\Delta MCH\) vuông tại \(H,\) ta có \(\cos \widehat {CMH} = \frac{{MH}}{{MC}}.\)

Xét \(\Delta MCO\) vuông tại \(C,\) ta có \(\cos \widehat {CMO} = \frac{{MC}}{{MO}}.\)

Suy ra \(\frac{{MH}}{{MC}} = \frac{{MC}}{{MO}},\) hay \[M{C^2} = MH \cdot MO.\]

Do đó \(MH \cdot MO = MF \cdot MB\) nên \(\frac{{MH}}{{MB}} = \frac{{MF}}{{MO}}.\)

Xét \(\Delta MFH\)\(\Delta MOB\) có: \(\widehat {OMB}\) là góc chung và \(\frac{{MH}}{{MB}} = \frac{{MF}}{{MO}}.\)

Do đó  (c.g.c), suy ra \[\widehat {MHF} = \widehat {MBO}.\]

\(\widehat {MHF} + \widehat {FHO} = 180^\circ \) (kề bù) nên \(\widehat {FHO} + \widehat {FBO} = 180^\circ .\)

Chứng minh bổ đề: Cho tứ giác \(ABCD\)\(\widehat {ADC} + \widehat {ABC} = 180^\circ .\) Chứng minh tứ giác \(ABCD\) nội tiếp.

• Giả sử \(\Delta ABC\) có đường tròn ngoại tiếp tâm \(O\) và đường kính \(AK\) nên tứ giác \(ABCK\) nội tiếp, suy ra \(\widehat {ABC} + \widehat {AKC} = 180^\circ \) (hai góc đối nhau của tứ giác nội tiếp)

\(\widehat {ADC} + \widehat {ABC} = 180^\circ \) (giả thiết) nên \(\widehat {ADC} = \widehat {AKC}\) (cùng bù với \[\widehat {ABC})\] \(\left( 3 \right)\)

Gọi \(F\) là giao điểm của \(AK\)\(CD,\) \(F\) nằm trong đường tròn \(\left( O \right).\)

Cho tam giác \(ABC\) có \(CA > CB\) và nội tiếp đường tròn tâm \(O\) đường kính (ảnh 3)

Xét \(\Delta AFD\)\(\Delta CFK\) có: \(\widehat {AFD} = \widehat {CFK}\) (đối đỉnh) và \(\widehat {ADF} = \widehat {CKF}\) (chứng minh trên)

Do đó  suy ra \(\frac{{AF}}{{CF}} = \frac{{DF}}{{KF}}\) nên \(\frac{{AF}}{{DF}} = \frac{{CF}}{{KF}}.\)

Xét \(\Delta DFK\)\(\Delta AFC\) có: \(\frac{{AF}}{{DF}} = \frac{{CF}}{{KF}}\)\[\widehat {DFK} = \widehat {AFC}\] (đối đỉnh)

Do đó  suy ra \(\widehat {FDK} = \widehat {FAC}.\,\,\,\left( 4 \right)\)

Ta có \(\widehat {ACK}\) là góc nội tiếp chắn nửa đường tròn nên \(\widehat {ACK} = 90^\circ ,\) do đó \(\Delta ACK\) vuông tại \(C,\) suy ra \(\widehat {FAC} + \widehat {AKC} = 90^\circ .\,\,\,\left( 5 \right)\)

Từ \(\left( 3 \right),\,\,\left( 4 \right),\,\,\left( 5 \right)\) suy ra \(\widehat {ADC} + \widehat {FDK} = 90^\circ \) hay \(\widehat {ADK} = 90^\circ .\)

Khi đó \(\Delta ADK\) vuông tại \(D\) nên điểm \(D\) nằm trên đường tròn đường kính \(AK.\)

Suy ra tứ giác \(ABCD\) nội tiếp đường tròn \(\left( O \right)\) đường kính \(AK.\)

Áp dụng bổ đề trên cho tứ giác \(OHFB\)\(\widehat {FHO} + \widehat {FBO} = 180^\circ ,\) suy ra tứ giác \(OHFB\) nội tiếp đường tròn, do đó \(\widehat {HFB} + \widehat {HOB} = 180^\circ .\)

\(\widehat {HOB} + \widehat {HOA} = 180^\circ \) nên \(\widehat {HFB} = \widehat {HOA}.\)

Lại có \(\widehat {HOA} = \widehat {ACK}\) (cùng phụ với \(\widehat {KAC})\) nên \(\widehat {HFB} = \widehat {ACK}\) hay \(\widehat {HFE'} = \widehat {HCE'}.\)

Chứng minh bổ đề: Cho tứ giác \(ABCD\)\(\widehat {ACB} = \widehat {ADB}.\) Chứng minh tứ giác \(ABCD\) là tứ giác nội tiếp.

• Giả sử \(\Delta ABC\) có đường tròn ngoại tiếp tâm \(O\) và đường kính \(AK\) nên tứ giác \(ABCK\) nội tiếp, suy ra \(\widehat {ACB} = \widehat {AKB}\) (hai góc nội tiếp cùng chắn cung \(AB).\)

\(\widehat {ACB} = \widehat {ADB}\) (giả thiết) nên \(\widehat {ADB} = \widehat {AKB}.\) \(\left( 6 \right)\)

Gọi \(F\) là giao điểm của \(AK\)\(BD,\) \(F\) nằm trong đường tròn \(\left( O \right).\)

Cho tam giác \(ABC\) có \(CA > CB\) và nội tiếp đường tròn tâm \(O\) đường kính (ảnh 4)

Xét \(\Delta AFD\)\(\Delta BFK\) có: \(\widehat {AFD} = \widehat {BFK}\) (đối đỉnh) và \(\widehat {ADF} = \widehat {BKF}\) (chứng minh trên)

Do đó  suy ra \(\frac{{AF}}{{BF}} = \frac{{DF}}{{KF}}\) nên \(\frac{{AF}}{{DF}} = \frac{{BF}}{{KF}}.\)

Xét \(\Delta DFK\)\(\Delta AFB\) có: \(\frac{{AF}}{{DF}} = \frac{{BF}}{{KF}}\)\[\widehat {DFK} = \widehat {AFB}\] (đối đỉnh)

Do đó  suy ra \(\widehat {FDK} = \widehat {FAB}.\,\,\,\left( 7 \right)\)

Ta có \(\widehat {ABK}\) là góc nội tiếp chắn nửa đường tròn nên \(\widehat {ABK} = 90^\circ ,\) do đó \(\Delta ABK\) vuông tại \(B,\) suy ra \(\widehat {FAB} + \widehat {AKB} = 90^\circ .\,\,\,\left( 8 \right)\)

Từ \(\left( 6 \right),\,\,\left( 7 \right),\,\,\left( 8 \right)\) suy ra \(\widehat {ADB} + \widehat {FDK} = 90^\circ \) hay \(\widehat {ADK} = 90^\circ .\)

Khi đó \(\Delta ADK\) vuông tại \(D\) nên điểm \(D\) nằm trên đường tròn đường kính \(AK.\)

Suy ra tứ giác \(ABCD\) nội tiếp đường tròn \(\left( O \right)\) đường kính \(AK.\)

Áp dụng bổ đề trên cho tứ giác \(HFCE'\)\(\widehat {HFE'} = \widehat {HCE'},\) suy ra tứ giác \(HFCE'\) nội tiếp đường tròn, do đó \[\widehat {E'HC} = \widehat {E'FC}\] (hai góc nội tiếp cùng chắn cung \(E'C)\)

\[\widehat {E'FC} = \widehat {BFC} = \widehat {BAC}\] (hai góc nội tiếp cùng chắn cung \(BC\) của đường tròn \(\left( O \right))\) nên \(\widehat {E'HC} = \widehat {BAC},\) lại có hai góc này ở vị trí đồng vị nên \(HE'{\rm{ // }}AB.\)

Xét \(\Delta ACK\)\(HE'{\rm{ // }}AB\)\(H\) là trung điểm \(AC\) nên \[HE'\] là đường trung bình của tam giác, do đó \(E'\) là trung điểm \(CK\)

Như vậy, điểm \(E\) và điểm \[E'\] trùng nhau.

Vậy ba điểm \(M,\,\,E,\,\,B\) thẳng hàng.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

1) Vẽ đồ thị hàm số \(y = - 2{x^2}.\)

Ta có bảng giá trị của \(y\) tương ứng với giá trị của \(x\) như sau:

\(x\)

\[--2\]

\[--1\]

\[0\]

\[1\]

\[2\]

\(y = - 2{x^2}\)

\( - 8\)

\( - 2\)

\[0\]

\( - 2\)

\( - 8\)

Vẽ các điểm \(\left( { - 2; - 8} \right),\) \(\left( { - 1; - 2} \right),\) \(\left( {0;0} \right),\) \(\left( {1; - 2} \right),\) \(\left( {2; - 8} \right)\) thuộc đồ thị của hàm số \(y = - 2{x^2}\) trong mặt phẳng tọa độ \(Oxy.\)

Vẽ đường parabol đi qua năm điểm trên, ta nhận được đồ thị hàm số \(y = - 2{x^2}\) (hình vẽ).

Vẽ đồ thị hàm số \(y = - 2x - 4.\)

Cho \(x = 0\) ta có \(y = - 4.\) Đồ thị hàm số đi qua điểm \(A\left( {0; - 4} \right).\)

Đồ thị của hàm số \(y = - 2{x^2}\)\(y = - 2x - 4\) trên cùng một mặt phẳng tọa độ:

Cho hai hàm số \(y =  - 2{x^2}\) và \(y =  - 2x - 4.\) 1) Vẽ đồ thị các hàm số này trên (ảnh 1)

Cho \(y = 0\) ta có \(x = - 2.\) Đồ thị hàm số đi qua điểm \(B\left( { - 2;0} \right).\)

Vẽ đường thẳng đi qua hai điểm \(A\left( {0; - 4} \right)\)\(B\left( { - 2;0} \right)\) ta được đồ thị hàm số \(y = - 2x - 4\) (hình vẽ).

2) Gọi \(\left( {{x_0};{y_0}} \right)\) là tọa độ giao điểm (nếu có) của hai đồ thị hàm số \(y = - 2x - 4\)\(y = - 2{x^2},\) khi đó ta có:   \({y_0} = - 2{x_0} - 4\)\({y_0} = - 2x_0^2.\)

Suy ra \( - 2{x_0} - 4 = - 2x_0^2\) hay \(x_0^2 - {x_0} - 2 = 0.\)

Số giao điểm của hai đồ thị là số nghiệm của phương trình \(x_0^2 - {x_0} - 2 = 0.\,\,\,\left( 1 \right)\)

Ta có: \(a - b + c = 1 - \left( { - 1} \right) + \left( { - 2} \right) = 0\) nên phương trình \(\left( 1 \right)\) có hai nghiệm là \({x_0} = - 1\)\({x_0} = 2.\)

Với \({x_0} = - 1,\) ta có \({y_0} = - 2 \cdot \left( { - 1} \right) - 4 = - 2;\)

Với \({x_0} = 2,\) ta có \({y_0} = - 2 \cdot 2 - 4 = - 8.\)

Vậy tọa độ giao điểm \(C,\,\,D\) của hai đồ thị là: \(C\left( { - 1; - 2} \right)\)\(D\left( {2; - 8} \right),\) hoặc \(C\left( {2; - 8} \right)\)\(D\left( { - 1; - 2} \right).\)

Khoảng cách từ gốc tọa độ \(O\) đến đường thẳng \(CD\) chính là khoảng cách từ gốc tọa độ \(O\) đến đường thẳng \(y = - 2x - 4.\)

Gọi \(H\) là chân đường cao kẻ từ \(O\) xuống đường thẳng \[CD,\] ta có \(OH \bot CD.\)

Ta có \(A\left( {0; - 4} \right),\,\,B\left( { - 2;0} \right)\) suy ra \(OA = 4,\,\,OB = 2.\)

Xét \(\Delta OAB\) vuông tại \(O,\) có:

\(A{B^2} = O{A^2} + O{B^2}\) (định lí Pythagore)

Suy ra \(AB = \sqrt {O{A^2} + O{B^2}} = \sqrt {{4^2} + {2^2}} = \sqrt {20}  = 2\sqrt 5 .\)

\(\sin \widehat {OBA} = \frac{{OA}}{{AB}}.\)

Xét \(\Delta OBH\) vuông tại \(H,\) có: \(\sin \widehat {OBH} = \frac{{OH}}{{OB}}.\)

Suy ra \(\frac{{OA}}{{AB}} = \frac{{OH}}{{OB}},\) do đó \(OH = \frac{{OA \cdot OB}}{{AB}} = \frac{{4 \cdot 2}}{{2\sqrt 5 }} = \frac{{4\sqrt 5 }}{5}.\)

Vậy khoảng cách từ gốc tọa độ \(O\) đến đường thẳng \(CD\) bằng \(\frac{{4\sqrt 5 }}{5}.\)

Lời giải

1) Ta có:

\(A = \sqrt 9 + \sqrt {12} + \sqrt {27} - 5\sqrt 3 \)\( = \sqrt {{3^2}} + \sqrt {{2^2} \cdot 3} + \sqrt {{3^2} \cdot 3} - 5\sqrt 3 \)

 \( = 3 + 2\sqrt 3 + 3\sqrt 3 - 5\sqrt 3 \)\( = 3 + \left( {2 + 3 - 5} \right) \cdot \sqrt 3 \)\( = 3.\)

Vậy \(A = 3.\)

2) Với \(x > 0\)\(x \ne 4,\) ta có:

\(B = \left( {\frac{1}{{\sqrt x + 2}} + \frac{1}{{\sqrt x - 2}}} \right) \cdot \left( {\frac{{\sqrt x }}{{\sqrt x - 2}} - \frac{4}{{x - 2\sqrt x }}} \right)\)

\( = \frac{{\sqrt x - 2 + \sqrt x + 2}}{{\left( {\sqrt x + 2} \right)\left( {\sqrt x - 2} \right)}} \cdot \left[ {\frac{{\sqrt x }}{{\sqrt x - 2}} - \frac{4}{{\sqrt x \left( {\sqrt x - 2} \right)}}} \right]\)

\( = \frac{{2\sqrt x }}{{\left( {\sqrt x + 2} \right)\left( {\sqrt x - 2} \right)}} \cdot \frac{{x - 4}}{{\sqrt x \left( {\sqrt x - 2} \right)}}\)

\( = \frac{{2\sqrt x \left( {x - 4} \right)}}{{\left( {x - 4} \right) \cdot \sqrt x \cdot \left( {\sqrt x - 2} \right)}} = \frac{2}{{\sqrt x  - 2}}.\)

Như vậy, với \(x > 0\)\(x \ne 4,\) thì \(B = \frac{2}{{\sqrt x - 2}}.\)

Khi đó, để \(B < 0\) thì \(\frac{2}{{\sqrt x - 2}} < 0,\) tức là \(\sqrt x - 2 < 0,\) suy ra \(\sqrt x < 2,\) nên \(x < 4.\)

Đối chiếu điều kiện \(x > 0\)\(x \ne 4,\) ta được \(0 < x < 4.\)

Vậy với \(0 < x < 4\) thì \(B < 0.\)