Bài 1. Cho tam giác ABC có ba góc nhọn nội tiếp đ−ờng tròn (O). Các đ−ờng cao AD, BE, CF cắt nhau tại
H và cắt đ−ờng tròn (O) lần l−ợt tại M,N,P.
Chứng minh rằng:
1. Tứ giác CEHD, nội tiếp .
2. Bốn điểm B,C,E,F cùng nằm trên một đ−ờng tròn.
3. AE.AC = AH.AD; AD.BC = BE.AC.
4. H và M đối xứng nhau qua BC.
5. Xác định tâm đ−ờng tròn nội tiếp tam giác DEF
50 bài toán hình học lớp 9 1 50 bài toán hình học lớp 9 Bài 1. Cho tam giác ABC có ba góc nhọn nội tiếp đ−ờng tròn (O). Các đ−ờng cao AD, BE, CF cắt nhau tại H và cắt đ−ờng tròn (O) lần l−ợt tại M,N,P. Chứng minh rằng: 1. Tứ giác CEHD, nội tiếp . 2. Bốn điểm B,C,E,F cùng nằm trên một đ−ờng tròn. 3. AE.AC = AH.AD; AD.BC = BE.AC. 4. H và M đối xứng nhau qua BC. 5. Xác định tâm đ−ờng tròn nội tiếp tam giác DEF. Lời giải: 1. Xét tứ giác CEHD ta có: ∠ CEH = 900 ( Vì BE là đ−ờng cao) ∠ CDH = 900 ( Vì AD là đ−ờng cao) => ∠ CEH + ∠ CDH = 1800 H ( ( 2 - - 2 1 1 1 P N F E M D C B A O Mà ∠ CEH và ∠ CDH là hai góc đối của tứ giác CEHD , Do đó CEHD là tứ giác nội tiếp 2. Theo giả thiết: BE là đ−ờng cao => BE ⊥ AC => ∠BEC = 900. CF là đ−ờng cao => CF ⊥ AB => ∠BFC = 900. Nh− vậy E và F cùng nhìn BC d−ới một góc 900 => E và F cùng nằm trên đ−ờng tròn đ−ờng kính BC. Vậy bốn điểm B,C,E,F cùng nằm trên một đ−ờng tròn. 3. Xét hai tam giác AEH và ADC ta có: ∠ AEH = ∠ ADC = 900 ; Â là góc chung => ∆ AEH ∼ ∆ADC => AC AH AD AE = => AE.AC = AH.AD. * Xét hai tam giác BEC và ADC ta có: ∠ BEC = ∠ ADC = 900 ; ∠C là góc chung => ∆ BEC ∼ ∆ADC => AC BC AD BE = => AD.BC = BE.AC. 4. Ta có ∠C1 = ∠A1 ( vì cùng phụ với góc ABC) ∠C2 = ∠A1 ( vì là hai góc nội tiếp cùng chắn cung BM) => ∠C1 = ∠ C2 => CB là tia phân giác của góc HCM; lại có CB ⊥ HM => ∆ CHM cân tại C => CB cũng là đ−ơng trung trực của HM vậy H và M đối xứng nhau qua BC. 5. Theo chứng minh trên bốn điểm B,C,E,F cùng nằm trên một đ−ờng tròn => ∠C1 = ∠E1 ( vì là hai góc nội tiếp cùng chắn cung BF) Cũng theo chứng minh trên CEHD là tứ giác nội tiếp ∠C1 = ∠E2 ( vì là hai góc nội tiếp cùng chắn cung HD) ∠E1 = ∠E2 => EB là tia phân giác của góc FED. Chứng minh t−ơng tự ta cũng có FC là tia phân giác của góc DFE mà BE và CF cắt nhau tại H do đó H là tâm đ−ờng tròn nội tiếp tam giác DEF. Bài 2. Cho tam giác cân ABC (AB = AC), các đ−ờng cao AD, BE, cắt nhau tại H. Gọi O là tâm đ−ờng tròn ngoại tiếp tam giác AHE. 1. Chứng minh tứ giác CEHD nội tiếp . 2. Bốn điểm A, E, D, B cùng nằm trên một đ−ờng tròn. 3. Chứng minh ED = 2 1 BC. 4. Chứng minh DE là tiếp tuyến của đ−ờng tròn (O). 5. Tính độ dài DE biết DH = 2 Cm, AH = 6 Cm. Lời giải: 1. Xét tứ giác CEHD ta có: ∠ CEH = 900 ( Vì BE là đ−ờng cao) H 1 3 2 1 1 O E D C B A 50 bài toán hình học lớp 9 2 ∠ CDH = 900 ( Vì AD là đ−ờng cao) => ∠ CEH + ∠ CDH = 1800 Mà ∠ CEH và ∠ CDH là hai góc đối của tứ giác CEHD , Do đó CEHD là tứ giác nội tiếp 2. Theo giả thiết: BE là đ−ờng cao => BE ⊥ AC => ∠BEA = 900. AD là đ−ờng cao => AD ⊥ BC => ∠BDA = 900. Nh− vậy E và D cùng nhìn AB d−ới một góc 900 => E và D cùng nằm trên đ−ờng tròn đ−ờng kính AB. Vậy bốn điểm A, E, D, B cùng nằm trên một đ−ờng tròn. 3. Theo giả thiết tam giác ABC cân tại A có AD là đ−ờng cao nên cũng là đ−ờng trung tuyến => D là trung điểm của BC. Theo trên ta có ∠BEC = 900 . Vậy tam giác BEC vuông tại E có ED là trung tuyến => DE = 2 1 BC. 4. Vì O là tâm đ−ờng tròn ngoại tiếp tam giác AHE nên O là trung điểm của AH => OA = OE => tam giác AOE cân tại O => ∠E1 = ∠A1 (1). Theo trên DE = 2 1 BC => tam giác DBE cân tại D => ∠E3 = ∠B1 (2) Mà ∠B1 = ∠A1 ( vì cùng phụ với góc ACB) => ∠E1 = ∠E3 => ∠E1 + ∠E2 = ∠E2 + ∠E3 Mà ∠E1 + ∠E2 = ∠BEA = 900 => ∠E2 + ∠E3 = 900 = ∠OED => DE ⊥ OE tại E. Vậy DE là tiếp tuyến của đ−ờng tròn (O) tại E. 5. Theo giả thiết AH = 6 Cm => OH = OE = 3 cm.; DH = 2 Cm => OD = 5 cm. áp dụng định lí Pitago cho tam giác OED vuông tại E ta có ED2 = OD2 – OE2 ED2 = 52 – 32 ED = 4cm Bài 3 Cho nửa đ−ờng tròn đ−ờng kính AB = 2R. Từ A và B kẻ hai tiếp tuyến Ax, By. Qua điểm M thuộc nửa đ−ờng tròn kẻ tiếp tuyến thứ ba cắt các tiếp tuyến Ax , By lần l−ợt ở C và D. Các đ−ờng thẳng AD và BC cắt nhau tại N. 1. Chứng minh AC + BD = CD. 2. Chứng minh ∠COD = 900. 3. Chứng minh AC. BD = 4 2 AB . 4. Chứng minh OC // BM 5. Chứng minh AB là tiếp tuyến của đ−ờng tròn đ−ờng kính CD. 6. Chứng minh MN ⊥ AB. 7. Xác định vị trí của M để chu vi tứ giác ACDB đạt giá trị nhỏ nhất. Lời giải: / / y x N C D I M B O A 1. Theo tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau ta có: CA = CM; DB = DM => AC + BD = CM + DM. Mà CM + DM = CD => AC + BD = CD 2. Theo tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau ta có: OC là tia phân giác của góc AOM; OD là tia phân giác của góc BOM, mà ∠AOM và ∠BOM là hai góc kề bù => ∠COD = 900. 3. Theo trên ∠COD = 900 nên tam giác COD vuông tại O có OM ⊥ CD ( OM là tiếp tuyến ). áp dụng hệ thức giữa cạnh và đ−ờng cao trong tam giác vuông ta có OM2 = CM. DM, Mà OM = R; CA = CM; DB = DM => AC. BD =R2 => AC. BD = 4 2 AB . 4. Theo trên ∠COD = 900 nên OC ⊥ OD .(1) Theo tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau ta có: DB = DM; lại có OM = OB =R => OD là trung trực của BM => BM ⊥ OD .(2). Từ (1) Và (2) => OC // BM ( Vì cùng vuông góc với OD). 5. Gọi I là trung điểm của CD ta có I là tâm đ−ờng tròn ngoại tiếp tam giác COD đ−ờng kính CD có IO là bán kính. 50 bài toán hình học lớp 9 3 Theo tính chất tiếp tuyến ta có AC ⊥ AB; BD ⊥ AB => AC // BD => tứ giác ACDB là hình thang. Lại có I là trung điểm của CD; O là trung điểm của AB => IO là đ−ờng trung bình của hình thang ACDB => IO // AC , mà AC ⊥ AB => IO ⊥ AB tại O => AB là tiếp tuyến tại O của đ−ờng tròn đ−ờng kính CD 6. Theo trên AC // BD => BD AC BN CN = , mà CA = CM; DB = DM nên suy ra DM CM BN CN = => MN // BD mà BD ⊥ AB => MN ⊥ AB. 7. ( HD): Ta có chu vi tứ giác ACDB = AB + AC + CD + BD mà AC + BD = CD nên suy ra chu vi tứ giác ACDB = AB + 2CD mà AB không đổi nên chu vi tứ giác ACDB nhỏ nhất khi CD nhỏ nhất , mà CD nhỏ nhất khi CD là khoảng cách giữ Ax và By tức là CD vuông góc với Ax và By. Khi đó CD // AB => M phải là trung điểm của cung AB. Bài 4 Cho tam giác cân ABC (AB = AC), I là tâm đ−ờng tròn nội tiếp, K là tâm đ−ờng tròn bàng tiếp góc A , O là trung điểm của IK. 1. Chứng minh B, C, I, K cùng nằm trên một đ−ờng tròn. 2. Chứng minh AC là tiếp tuyến của đ−ờng tròn (O). 3. Tính bán kính đ−ờng tròn (O) Biết AB = AC = 20 Cm, BC = 24 Cm. Lời giải: (HD) 1. Vì I là tâm đ−ờng tròn nội tiếp, K là tâm đ−ờng tròn bàng tiếp góc A nên BI và BK là hai tia phân giác của hai góc kề bù đỉnh B Do đó BI ⊥ BK hay∠IBK = 900 . T−ơng tự ta cũng có ∠ICK = 900 nh− vậy B và C cùng nằm trên đ−ờng tròn đ−ờng kính IK do đó B, C, I, K cùng nằm trên một đ−ờng tròn. 2. Ta có ∠C1 = ∠C2 (1) ( vì CI là phân giác của góc ACH. ∠C2 + ∠I1 = 900 (2) ( vì ∠IHC = 900 ). o 1 2 1 H I C A B K ∠I1 = ∠ ICO (3) ( vì tam giác OIC cân tại O) Từ (1), (2) , (3) => ∠C1 + ∠ICO = 900 hay AC ⊥ OC. Vậy AC là tiếp tuyến của đ−ờng tròn (O). 3. Từ giả thiết AB = AC = 20 Cm, BC = 24 Cm => CH = 12 cm. AH2 = AC2 – HC2 => AH = 22 1220 − = 16 ( cm) CH2 = AH.OH => OH = 16 12 22 = AH CH = 9 (cm) OC = 225129 2222 =+=+ HCOH = 15 (cm) Bài 5 Cho đ−ờng tròn (O; R), từ một điểm A trên (O) kẻ tiếp tuyến d với (O). Trên đ−ờng thẳng d lấy điểm M bất kì ( M khác A) kẻ cát tuyến MNP và gọi K là trung điểm của NP, kẻ tiếp tuyến MB (B là tiếp điểm). Kẻ AC ⊥ MB, BD ⊥ MA, gọi H là giao điểm của AC và BD, I là giao điểm của OM và AB. 1. Chứng minh tứ giác AMBO nội tiếp. 2. Chứng minh năm điểm O, K, A, M, B cùng nằm trên một đ−ờng tròn . 3. Chứng minh OI.OM = R2; OI. IM = IA2. 4. Chứng minh OAHB là hình thoi. 5. Chứng minh ba điểm O, H, M thẳng hàng. 6. Tìm quỹ tích của điểm H khi M di chuyển trên đ−ờng thẳng d Lời giải: 1. (HS tự làm). 2. Vì K là trung điểm NP nên OK ⊥ NP ( quan hệ đ−ờng kính d H I K N P M D C B A O Và dây cung) => ∠OKM = 900. Theo tính chất tiếp tuyến ta có ∠OAM = 900; ∠OBM = 900. nh− vậy K, A, B cùng nhìn OM d−ới một góc 900 nên cùng nằm trên đ−ờng tròn đ−ờng kính OM. Vậy năm điểm O, K, A, M, B cùng nằm trên một đ−ờng tròn. 50 bài toán hình học lớp 9 4 3. Ta có MA = MB ( t/c hai tiếp tuyến cắt nhau); OA = OB = R => OM là trung trực của AB => OM ⊥ AB tại I . Theo tính chất tiếp tuyến ta có ∠OAM = 900 nên tam giác OAM vuông tại A có AI là đ−ờng cao. áp dụng hệ thức giữa cạnh và đ−ờng cao => OI.OM = OA2 hay OI.OM = R2; và OI. IM = IA2. 4. Ta có OB ⊥ MB (tính chất tiếp tuyến) ; AC ⊥ MB (gt) => OB // AC hay OB // AH. OA ⊥ MA (tính chất tiếp tuyến) ; BD ⊥ MA (gt) => OA // BD hay OA // BH. => Tứ giác OAHB là hình bình hành; lại có OA = OB (=R) => OAHB là hình thoi. 5. Theo trên OAHB là hình thoi. => OH ⊥ AB; cũng theo trên OM ⊥ AB => O, H, M thẳng hàng( Vì qua O chỉ có một đ−ờng thẳng vuông góc với AB). 6. (HD) Theo trên OAHB là hình thoi. => AH = AO = R. Vậy khi M di động trên d thì H cũng di động nh−ng luôn cách A cố định một khoảng bằng R. Do đó quỹ tích của điểm H khi M di chuyển trên đ−ờng thẳng d là nửa đ−ờng tròn tâm A bán kính AH = R Bài 6 Cho tam giác ABC vuông ở A, đ−ờng cao AH. Vẽ đ−ờng tròn tâm A bán kính AH. Gọi HD là đ−ờng kính của đ−ờng tròn (A; AH). Tiếp tuyến của đ−ờng tròn tại D cắt CA ở E. 1. Chứng minh tam giác BEC cân. 2. Gọi I là hình chiếu của A trên BE, Chứng minh rằng AI = AH. 3. Chứng minh rằng BE là tiếp tuyến của đ−ờng tròn (A; AH). 4. Chứng minh BE = BH + DE. Lời giải: (HD) 1. ∆ AHC = ∆ADE (g.c.g) => ED = HC (1) và AE = AC (2). Vì AB ⊥CE (gt), do đó AB vừa là đ−ờng cao vừa là đ−ờng trung tuyến của ∆BEC => BEC là tam giác cân. => ∠B1 = ∠B2 2 1 I E H D C A B 2. Hai tam giác vuông ABI và ABH có cạnh huyền AB chung, ∠B1 = ∠B2 => ∆ AHB = ∆AIB => AI = AH. 3. AI = AH và BE ⊥ AI tại I => BE là tiếp tuyến của (A; AH) tại I. 4. DE = IE và BI = BH => BE = BI+IE = BH + ED Bài 7 Cho đ−ờng tròn (O; R) đ−ờng kính AB. Kẻ tiếp tuyến Ax và lấy trên tiếp tuyến đó một điểm P sao cho AP > R, từ P kẻ tiếp tuyến tiếp xúc với (O) tại M. 1. Chứng minh rằng tứ giác APMO nội tiếp đ−ợc một đ−ờng tròn. 2. Chứng minh BM // OP. 3. Đ−ờng thẳng vuông góc với AB ở O cắt tia BM tại N. Chứng minh tứ giác OBNP là hình bình hành. 4. Biết AN cắt OP tại K, PM cắt ON tại I; PN và OM kéo dài cắt nhau tại J. Chứng minh I, J, K thẳng hàng. Lời giải: 1. (HS tự làm). 2. Ta có ∠ ABM nội tiếp chắn cung AM; ∠ AOM là góc ở tâm chắn cung AM => ∠ ABM = 2 AOM∠ (1) OP là tia phân giác ∠ AOM ( t/c hai tiếp tuyến cắt nhau ) => ∠ AOP = 2 AOM∠ (2) Từ (1) và (2) => ∠ ABM = ∠ AOP (3) X (( 2 1 1 1 K I J M N P A BO Mà ∠ ABM và ∠ AOP là hai góc đồng vị nên suy r ... tứ giác OBMA, AMCO’ nội tiếp . 2. Tứ giác AEMF là hình chữ nhật. 3. ME.MO = MF.MO’. 4. OO’ là tiếp tuyến của đ−ờng tròn đ−ờng kính BC. 5. BC là tiếp tuyến của đ−ờng tròn đ−ờng kính OO’. Lời giải: 1. ( HS tự làm) 2. Theo tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau ta có MA = MB 4 3 M 2 1 FE A C B O'O =>MAB cân tại M. Lại có ME là tia phân giác => ME ⊥ AB (1). Chứng minh t−ơng tự ta cũng có MF ⊥ AC (2). Theo tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau ta cũng có MO và MO’ là tia phân giác của hai góc kề bù BMA và CMA => MO ⊥ MO’ (3). Từ (1), (2) và (3) suy ra tứ giác MEAF là hình chữ nhật 3. Theo giả thiết AM là tiếp tuyến chung của hai đ−ờng tròn => MA ⊥ OO’=> ∆MAO vuông tại A có AE ⊥ MO ( theo trên ME ⊥ AB) ⇒ MA2 = ME. MO (4) T−ơng tự ta có tam giác vuông MAO’ có AF⊥MO’⇒ MA2 = MF.MO’ (5) Từ (4) và (5) ⇒ ME.MO = MF. MO’ 4. Đ−ờng tròn đ−ờng kính BC có tâm là M vì theo trên MB = MC = MA, đ−ờng tròn này đi qua Avà co MA là bán kính . Theo trên OO’ ⊥ MA tại A ⇒ OO’ là tiếp tuyến tại A của đ−ờng tròn đ−ờng kính BC. 5. (HD) Gọi I là trung điểm của OO’ ta có IM là đ−ờng trung bình của hình thang BCO’O => IM⊥BC tại M (*) .Ta cung chứng minh đ−ợc ∠OMO’ vuông nên M thuộc đ−ờng tròn đ−ờng kính OO’ => IM là bán kính đ−ờng tròn đ−ờng kính OO’ (**) Từ (*) và (**) => BC là tiếp tuyến của đ−ờng tròn đ−ờng kính OO’ Bài 39 Cho đ−ờng tròn (O) đ−ờng kính BC, dấy AD vuông góc với BC tại H. Gọi E, F theo thứ tự là chân các đ−ờng vuông góc kẻ từ H đến AB, AC. Gọi ( I ), (K) theo thứ tự là các đ−ờng tròn ngoại tiếp tam giác HBE, HCF. 1. Hy xác định vị trí t−ơng đối của các đ−ờng tròn (I) và (O); (K) và (O); (I) và (K). 50 bài toán hình học lớp 9 22 2. Tứ giác AEHF là hình gì? Vì sao?. 3. Chứng minh AE. AB = AF. AC. 4. Chứng minh EF là tiếp tuyến chung của hai đ−ờng tròn (I) và (K). 5. Xác định vị trí của H để EF có độ dài lớn nhất. Lời giải: 1.(HD) OI = OB – IB => (I) tiếp xúc (O) OK = OC – KC => (K) tiếp xúc (O) IK = IH + KH => (I) tiếp xúc (K) 2. Ta có : ∠BEH = 900 ( nội tiếp chắn nửa đ−ờng tròn ) => ∠AEH = 900 (vì là hai góc kề bù). (1) ∠CFH = 900 ( nội tiếp chắn nửa đ−ờng tròn ) => ∠AFH = 900 (vì là hai góc kề bù).(2) G 1 2 1 I K H F E C B D A O 2 ∠BAC = 900 ( nội tiếp chắn nửa đ−ờng tròn hay ∠EAF = 900 (3) Từ (1), (2), (3) => tứ giác AFHE là hình chữ nhật ( vì có ba góc vuông). 3. Theo giả thiết AD⊥BC tại H nên ∆AHB vuông tại H có HE ⊥ AB ( ∠BEH = 900 ) => AH2 = AE.AB (*) Tam giác AHC vuông tại H có HF ⊥ AC (theo trên ∠CFH = 900 ) => AH2 = AF.AC (**) Từ (*) và (**) => AE. AB = AF. AC ( = AH2) 4. Theo chứng minh trên tứ giác AFHE là hình chữ nhật, gọi G là giao điểm của hai đ−ờng chéo AH và EF ta có GF = GH (tính chất đ−ờng chéo hình chữ nhật) => ∆GFH cân tại G => ∠F1 = ∠H1 . ∆KFH cân tại K (vì có KF và KH cùng là bán kính) => ∠F2 = ∠H2. => ∠F1 + ∠F2 = ∠H1 + ∠H2 mà ∠H1 + ∠H2 = ∠AHC = 900 => ∠F1 + ∠F2 = ∠KFE = 900 => KF ⊥EF . Chứng minh t−ơng tự ta cũng có IE ⊥ EF. Vậy EF là tiếp tuyến chung của hai đ−ờng tròn (I) và (K). e) Theo chứng minh trên tứ giác AFHE là hình chữ nhật => EF = AH ≤ OA (OA là bán kính đ−ờng tròn (O) có độ dài không đổi) nên EF = OA AH = OA H trùng với O. Vậy khi H trùng với O túc là dây AD vuông góc với BC tại O thì EF có độ dài lớn nhất. Bài 40 Cho nửa đ−ờng tròn đ−ờng kính AB = 2R. Từ A và B kẻ hai tiếp tuyến Ax, By. Trên Ax lấy điểm M rồi kẻ tiếp tuyến MP cắt By tại N. 1. Chứng minh tam giác MON đồng dạng với tam giác APB. 2. Chứng minh AM. BN = R2. 3. Tính tỉ số APB MON S S khi AM = 2 R . 4. Tính thể tích của hình do nửa hình tròn APB quay quanh cạnh AB sinh ra. Lời giải: 1. Theo tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau ta có: OM là tia phân giác của góc AOP ; ON là tia phân giác của góc BOP, mà N P A O B M x y / / ∠AOP và ∠BOP là hai góc kề bù => ∠MON = 900. hay tam giác MON vuông tại O. ∠APB = 900((nội tiếp chắn nửa đ−ờng tròn) hay tam giác APB vuông tại P. Theo tính chất tiếp tuyến ta có NB ⊥ OB => ∠OBN = 900; NP ⊥ OP => ∠OPN = 900 =>∠OBN+∠OPN =1800 mà ∠OBN và ∠OPN là hai góc đối => tứ giác OBNP nội tiếp =>∠OBP = ∠PNO Xét hai tam giác vuông APB và MON có ∠APB = ∠ MON = 900; ∠OBP = ∠PNO => ∆APB ∼ ∆ MON 2. Theo trên ∆MON vuông tại O có OP ⊥ MN ( OP là tiếp tuyến ). áp dụng hệ thức giữa cạnh và đ−ờng cao trong tam giác vuông ta có OP2 = PM. PM Mà OP = R; AM = PM; BN = NP (tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau ) => AM. BN = R2 3. Theo trên OP2 = PM. PM hay PM. PM = R2 mà PM = AM = 2 R => PM = 2 R => PN = R2: 2 R = 2R 50 bài toán hình học lớp 9 23 => MN = MP + NP = 2 R + 2R = 5 2 R Theo trên ∆APB ∼ ∆ MON => MN AB = 5 2 R : 2R = 5 4 = k (k là tỉ số đồng dạng). Vì tỉ số diện tich giữa hai tam giác đồng dạng bằng bình ph−ơng tỉ số đồng dạng nên ta có: APB MON S S = k2 => APB MON S S = 2 5 25 4 16 = Bài 41 Cho tam giác đều ABC , O là trung điển của BC. Trên các cạnh AB, AC lần l−ợt lấy các điểm D, E sao cho ∠ DOE = 600 . 1. Chứng minh tích BD. CE không đổi. 2. Chứng minh hai tam giác BOD; OED đồng dạng. Từ đó suy ra tia DO là tia phân giác của góc BDE 3. Vẽ đ−ờng tròn tâm O tiếp xúc với AB. Chứng minh rằng đ−ờng tròn này luôn tiếp xúc với DE. Lời giải: 1. Tam giác ABC đều => ∠ABC = ∠ ACB = 600 (1); ∠ DOE = 600 (gt) =>∠DOB + ∠EOC = 1200 (2). ∆DBO có ∠DOB = 600 => ∠BDO + ∠BOD = 1200 (3) . Từ (2) và (3) => ∠BDO = ∠ COE (4) Từ (2) và (4) => ∆BOD ∼ ∆CEO => BD BO CO CE = => BD.CE = BO.CO mà OB = OC = R không đổi => BD.CE = R2 không đổi. K H E D C B A O 2. Theo trên ∆BOD ∼ ∆CEO => BD OD CO OE = mà CO = BO => BD OD BD BO BO OE OD OE = => = (5) Lại có ∠DBO = ∠DOE = 600 (6). Từ (5) và (6) => ∆DBO ∼ ∆DOE => ∠BDO = ∠ODE => DO là tia phân giác ∠ BDE. 3. Theo trên DO là tia phân giác ∠ BDE => O cách đều DB và DE => O là tâm đ−ờng tròn tiếp xúc với DB và DE. Vậy đ−ờng tròn tâm O tiếp xúc với AB luôn tiếp xúc với DE Bài 42 Cho tam giác ABC cân tại A. có cạnh đáy nhỏ hơn cạnh bên, nội tiếp đ−ờng tròn (O). Tiếp tuyến tại B và C lần l−ợt cắt AC, AB ở D và E. Chứng minh : 1. BD2 = AD.CD. 2. Tứ giác BCDE nội tiếp . 3. BC song song với DE. Lời giải: 1. Xét hai tam giác BCD và ABD ta có ∠CBD = ∠BAD ( Vì là góc nội tiếp và góc giữa tiếp tuyến với một dây cùng chắn một cung), lại có ∠D chung => ∆BCD ∼ ∆ABD => BD CD AD BD = => BD2 = AD.CD. 2. Theo giả thiết tam giác ABC cân tại A => ∠ABC = ∠ACB => ∠EBC = ∠DCB mà ∠CBD = ∠BCD (góc giữa tiếp tuyến với một dây cùng chắn một cung) => ∠EBD = ∠DCE => B và C nhìn DE d−ới cùng O E D C B A một góc do đó B và C cùng nằm trên cung tròn dựng trên DE => Tứ giác BCDE nội tiếp 3. Tứ giác BCDE nội tiếp => ∠BCE = ∠BDE ( nội tiếp cùng chắn cung BE) mà ∠BCE = ∠CBD (theo trên ) => ∠CBD = ∠BDE mà đây là hai góc so le trong nên suy ra BC // DE. 50 bài toán hình học lớp 9 24 Bài 43 Cho đ−ờng tròn (O) đ−ờng kính AB, điểm M thuộc đ−ờng tròn . Vẽ điểm N đối xứng với A qua M, BN cắt (O) tại C. Gọi E là giao điểm của AC và BM. 1. Chứng minh tứ giác MNCE nội tiếp . 2. Chứng minh NE ⊥ AB. 3. Gọi F là điểm đối xứng với E qua M. Chứng minh FA là tiếp tuyến của (O). 4. Chứng minh FN là tiếp tuyến của đ−ờng tròn (B; BA). Lời giải: 1. (HS tự làm) 2. (HD) Dễ thấy E là trực tâm của tam giác NAB => NE ⊥ AB. 3.Theo giả thiết A và N đối xứng nhau qua M nên M là trung điểm của AN; F và E xứng nhau qua M nên M là trung điểm của EF => AENF là hình bình hành => FA // NE mà NE ⊥ AB => FA ⊥ AB tại A => FA là tiếp tuyến của (O) tại A. 4. Theo trên tứ giác AENF là hình bình hành => FN // AE hay FN // AC mà AC ⊥ BN => FN ⊥ BN tại N / / _ _ H E F C N M O BA ∆BAN có BM là đ−ờng cao đồng thời là đ−ờng trung tuyến ( do M là trung điểm của AN) nên ∆BAN cân tại B => BA = BN => BN là bán kính của đ−ờng tròn (B; BA) => FN là tiếp tuyến tại N của (B; BA). Bài 44 AB và AC là hai tiếp tuyến của đ−ờng tròn tâm O bán kính R ( B, C là tiếp điểm ). Vẽ CH vuông góc AB tại H, cắt (O) tại E và cắt OA tại D. 1. Chứng minh CO = CD. 2. Chứng minh tứ giác OBCD là hình thoi. 3. Gọi M là trung điểm của CE, Bm cắt OH tại I. Chứng minh I là trung điểm của OH. 4. Tiếp tuyến tại E với (O) cắt AC tại K. Chứng minh ba điểm O, M, K thẳng hàng. Lời giải: 1. Theo giả thiết AB và AC là hai tiếp tuyến của đ−ờng tròn tâm O => OA là tia phân giác của ∠BOC => ∠BOA = ∠COA (1) D I K M E H O C B A OB ⊥ AB ( AB là tiếp tuyến ); CH ⊥ AB (gt) => OB // CH => ∠BOA = ∠CDO (2) Từ (1) và (2) => ∆COD cân tại C => CO = CD.(3) 2. theo trên ta có CO = CD mà CO = BO (= R) => CD = BO (4) lại có OB // CH hay OB // CD (5) Từ (4) và (5) => BOCD là hình bình hành (6) . Từ (6) và (3) => BOCD là hình thoi. 3. M là trung điểm của CE => OM ⊥ CE ( quan hệ đ−ờng kính và dây cung) => ∠OMH = 900. theo trên ta cũng có ∠OBH =900; ∠BHM =900 => tứ giác OBHM là hình chữ nhật => I là trung điểm của OH. 4. M là trung điểm của CE; KE và KC là hai tiếp tuyến => O, M, K thẳng hàng. Bài 45 Cho tam giác cân ABC ( AB = AC) nội tiếp đ−ờng tròn (O). Gọi D là trung điểm của AC; tiếp tuyến của đ−ờng tròn (O) tại A cắt tia BD tại E. Tia CE cắt (O) tại F. 1. Chứng minh BC // AE. 2. Chứng minh ABCE là hình bình hành. 3. Gọi I là trung điểm của CF và G là giao điểm của BC và OI. So sánh ∠BAC và ∠BGO. Lời giải: 1. (HS tự làm) 2. Xét hai tam giác ADE và CDB ta có ∠EAD = ∠BCD (vì so le trong ) AD = CD (gt); ∠ADE = ∠CDB (đối đỉnh) => ∆ADE = ∆CDB => AE = CB (1) _ _ H _ _ 1 1 2 2 1 F G I O D E C B A K Theo trên AE // CB (2) .Từ (1) và (2) => AECB là hình bình hành. 3. I là trung điểm của CF => OI ⊥ CF (quan hệ đ−ờng kính và dây cung). Theo trên AECB là hình bình hành => AB // EC => OI ⊥ AB tại K, => ∆BKG vuông tại K. Ta cung có ∆BHA vuông tại H => ∠BGK = ∠BAH ( cung phụ với ∠ABH) mà ∠BAH = 1 2 ∠BAC (do ∆ABC cân nên AH là phân giác) => ∠BAC = 2∠BGO. 50 bài toán hình học lớp 9 25 Bài 46 Cho đ−ờng tròn (O) đ−ờng kính AB , trên đ−ờng tròn ta lấy hai điểm C và D sao cho cung AC = cung AD . Tiếp tuyến với đ−ờng tròn (O) vẽ từ B cắt AC tại F 1. Chứng minh hệ thức : AB2 = AC. AF. 2. Chứng minh BD tiếp xúc với đ−ờng tròn đ−ờng kính AF. 3. Khi C chạy trên nửa đ−ờng tròn đ−ờng kính AB (không chứa điểm D ). Chứng minh rằng trung điểm I của đoạn à chạy trên một tia cố định , xác định tia cố định đó Bài 47 Cho tam giác ABC
Tài liệu đính kèm: