Cho tam giác \[ABC\] có ba góc nhọn \[\left( {AB < AC} \right),\] vẽ các đường cao \[BD\] và \[CE.\]

a) Chứng minh: $\Delta ABD\backsim \Delta ACE$  .

b) Chứng minh: \(\widehat {ABC} + \widehat {EDC} = 180^\circ \).

c) Gọi \[M,{\rm{ }}N\] lần lượt là trung điểm của đoạn thẳng \[BD\] và \[CE.\] Vẽ \[AK\] là phân giác của \[\widehat {MAN}\,\,(K \in BC).\]Chứng minh \[KB \cdot AC = KC \cdot AB.\]

Hướng dẫn giải

Ta có \(xy + z = xy + z\left( {x + y + z} \right) = xy + zx + zy + {z^2} = \left( {z + x} \right)\left( {z + y} \right).\)

Tương tự, ta có

\(yz + x = \left( {z + x} \right)\left( {z + y} \right).\)

\(zx + y = \left( {y + x} \right)\left( {y + z} \right).\)

Thế vào \(P\), ta được

\(P = \frac{{{{\left( {x + y} \right)}^2}}}{{xy + z}} \cdot \frac{{{{\left( {y + z} \right)}^2}}}{{yz + x}} \cdot \frac{{{{\left( {z + x} \right)}^2}}}{{zx + y}}\)

\( = \frac{{{{\left( {x + y} \right)}^2}}}{{\left( {z + x} \right)\left( {z + y} \right)}} \cdot \frac{{{{\left( {y + z} \right)}^2}}}{{\left( {x + y} \right)\left( {x + z} \right)}} \cdot \frac{{{{\left( {z + x} \right)}^2}}}{{\left( {y + x} \right)\left( {y + z} \right)}}\)

\( = \frac{{{{\left( {x + y} \right)}^2}{{\left( {y + z} \right)}^2}{{\left( {z + x} \right)}^2}}}{{{{\left( {x + y} \right)}^2}{{\left( {y + z} \right)}^2}{{\left( {z + x} \right)}^2}}} = 1.\)

Vậy giá trị biểu thức \(P\) không phụ thuộc vào biến giá trị của biến.

Hướng dẫn giải

a) Với \(x \ne 0,\,\,x \ne  \pm 1\), ta có:

\[K = \left( {\frac{{x + 1}}{{x - 1}} - \frac{{x - 1}}{{x + 1}} + \frac{{{x^2} - 4x - 1}}{{{x^2} - 1}}} \right) \cdot \frac{{x + 3}}{x}\]

\[ = \left[ {\frac{{{{\left( {x + 1} \right)}^2}}}{{\left( {x + 1} \right)\left( {x - 1} \right)}} - \frac{{{{\left( {x - 1} \right)}^2}}}{{\left( {x + 1} \right)\left( {x - 1} \right)}} + \frac{{{x^2} - 4x - 1}}{{\left( {x + 1} \right)\left( {x - 1} \right)}}} \right] \cdot \frac{{x + 3}}{x}\]

\[ = \frac{{{{\left( {x + 1} \right)}^2} - {{\left( {x - 1} \right)}^2} + {x^2} - 4x - 1}}{{\left( {x + 1} \right)\left( {x - 1} \right)}} \cdot \frac{{x + 3}}{x}\]

\[ = \frac{{{x^2} + 2x + 1 - {x^2} + 2x - 1 + {x^2} - 4x - 1}}{{\left( {x + 1} \right)\left( {x - 1} \right)}} \cdot \frac{{x + 3}}{x}\]

\[ = \frac{{4x + {x^2} - 4x - 1}}{{\left( {x + 1} \right)\left( {x - 1} \right)}} \cdot \frac{{x + 3}}{x}\]

\[ = \frac{{{x^2} - 1}}{{\left( {x + 1} \right)\left( {x - 1} \right)}} \cdot \frac{{x + 3}}{x} = \frac{{x + 3}}{x}.\]

Vậy với \(x \ne 0,\,\,x \ne  \pm 1\) thì \(K = \frac{{x + 3}}{x}.\)

b) Ta có \(K = \frac{{x + 3}}{x} = 1 + \frac{3}{x}.\)

Để biểu thức \(K\) nhận giá trị nguyên thì \(\frac{3}{x} \in \mathbb{Z}\) nên \(x \in \)Ư\[\left( 3 \right) = \left\{ { \pm 1;\,\, \pm 3} \right\}\] và \(x \ne 0,\,\,x \ne  \pm 1\),

Do đó, \(x =  \pm 3\) thì biểu thức \(K\) nhận giá trị nguyên.