Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 16 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
16
Dung lượng
1,15 MB
Nội dung
Chuyên đề ĐƯỜNG TRÒN – ĐƯỜNG TRÒN VÀ ĐƯỜNG THẲNG ĐƯỜNG TRÒN VÀ ĐƯỜNG TRÒN Theo bất đẳng thức Bun-nha-cốp-ski ax by Từ 1 , a b2 x2 y 3 2R d d d 2R d 2 suy S R d R d (không đổi) x y R d 2R d maxS= a b IA IB tạo với IO góc 45 II Đường trịn đường thẳng 1.Có hai dấu hiệu nhận biết tiếp tuyến đường trịn C - Nếu đường thẳng a vng góc với bán kính OC tai điểm C đường tròn a tiếp tuyến đường tròn O O; R có khoảng cách từ O đến đường thẳng a thỏa mãn d R O a tiếp tuyến đường trịn - Nếu đường trịn 2.Cần nắm vững tính chất hai tiếp tuyến khác 3.Với đường tròn nội tiếp tam giác ABC có cạnh a, b, c D, E tiếp điểm b c a AD AE AB, AC Ví dụ 50 Cho đường trịn O đường kính AB , dây cung AC BD cắt E Gọi H hình chiếu E AB Tiếp tuyến đường tròn D cắt HE I O Chứng minh IC tiếp tuyến đường tròn Giải: Gọi K giao điểm AD BC Ta có AC KB, BD KA nên E trực tâm tam giác KAB , điểm K , I , E , H thẳng hàng DI tiếp tuyến D1 phụ D2 Mặt khác, E1 E2 mà E2 phụ B1 nên E1 phụ B1 Ta lại có D2 B1 nên D1 E1 D3 K1 IK ID IE ECK vng có IC đường trung tuyến nên IC IE ID OIC OID OCI ODI 90 O Vậy IC tiếp tuyến đường trịn Ví dụ 51 Cho tam giác ABC vuông A, AB AC Gọi R bán kính đường trịn ngoại tiếp tam giác, r bán kính đường trịn nội tiếp tam giác ABC Đặt r BC a, AB c, AC b Tính tỷ số a : b : c biết R Giải: 5r 2 R Ta tính a, b, c theo R Ta có a 2r 5 R Gọi I tâm đường tròn nội tiếp, D E tiếp điểm AB AC Ta có AD AE b c a Kết hợp với ADIE hình vng nên 2r b c a 1 b c 2r a 2r 5r 7r b c a 5r 25r Từ 1 b c Từ 2 b c Từ 2 2 suy b c b c 7r 25r 24r 3 suy b c 2bc 25r 24r r 1 3 4 suy b 4r , c 3r hay a : b : c 5 : : O đường kính AB , điểm M thuộc tia đối tia AB Ví dụ 51 Cho đường tròn Kẻ tiếp tuyến MI với đường tròn ( I tiếp điểm) Gọi C hình chiếu AB Chứng minh hệ thức MB AC MA.CB Giải: MIO 90 I1 phụ OIA 1 IC OA I phụ OAI 2 1 suy I I Ta có IB vng Ta có: AIO OAI ( Tam giác OAI cân) nên từ góc với IB mà IA phân giác nên IA phân giác tam giác IMC Suy AM IM BM AC IC BC MB AC MA.CB Ví dụ 53 Trong tam giác vng ABC có cạnh huyền BC a Tam giác có bán kính đường trịn nội tiếp lớn Giải: Gọi r bán kính đường trịn nội tiếp tam giác ABC Bạn đọc tự chứng minh 2r b c a 1 b c Ta có: Từ 1 2 b2 c 2a 2r a a a rMax a 21 r a 21 21 Vậy Dấu xảy AC AB III ĐƯỜNG TRÒN VÀ ĐƯỜNG TRỊN Nếu hai đường trịn tiếp xúc tiếp điểm nằm đường nối tâm hai đường trịn Nếu hai đường trịn cắt tiếp điểm đối xứng qua đường nối tâm hai đường trịn O đường kính AB đường trịn O đường kính BC tiếp Ví dụ 54: Cho đường tròn O E tiếp điểm CE cắt đường trịn xúc ngồi B Qua C kẻ tiếp tuyến với đường tròn O D (khác C ) Chứng minh BE tia phân giác góc ABD Giải O F , K EF / / DK mà F B Gọi giao điểm EO , DB với o Ta có EBF 90 nên B3 phụ B2 , B4 phụ B1 B3 B4 Do BE tia phân giác góc ABD O bán kính cm, điểm A nằm ngồi đường trịn có Ví dụ 55: Cho đường trịn OA 8cm Kẻ tiếp tuyến AB, AC với đường tròn ( B, C tiếp điểm) Vẽ đường tròn K qua C tiếp xúc với AB A a) Tính bán kính đường trịn b) Vẽ đường tròn đường tròn K I I K O B Chứng minh bán kính 3cm tiếp xúc với đường tiếp xúc ngồi với Lời giải K Ta có ACE ACO 90o 90o 180O a) Đặt AK=R Vẽ đường kính AE nên E , C , O thẳng hàng OB OA o o OBA vng B có nên A1 30 , E 60 Do AOE AE AO 8 cm, Vậy R 4 cm b) Điểm O thuộc đoạn OB OI OB IB 4 1 (cm) ABOK hình chữ nhật OK AB Ok AB OA2 OB 82 42 48 KI OK OI 49 KI 7 cm 1 Tổng bán kính hai đường trịn Từ 1 ; suy K I K I 7 cm 2 tiếp xúc ngồi Ví dụ 56 Cho nữa đường trịn tâm O đường kính AB 2 R ( với R 9cm ) Trên bán kính OA có điểm C D cho AC 6cm, AD 9cm Đường vng góc với OA D cắt nữa đường tròn điểm E Điểm F thuộc nữa đường tròn cho ACF DCE Đường trịn tâm I bán kính x tiếp xúc với đoạn CF H , tiếp xúc với đoạn CE tiếp xúc với cung EF a/ Tính CH theo R, x b/ Tính x Giải CH IH CHI EDC g g ED CD a/ ED DA.DB 9 R 2 Từ 1 2 suy 1 IH ED x.3 R x R 3 CD 2 2 2 b/ OCI vuông C OI OC CI OC IH CH CH 2 R x R x CH 2 4 3 ; suy R x R x x 2R Từ R x Rx 12 R 3 0 R 12 R R 3 R 18 R R 18 x 2 cm Do R 9 x nên Ví dụ 57 Cho hai đường trịn 2R O , O có cùng bán kính cắt A, B Vẽ phía OO bán kinh OC OD song song với Chứng minh A trực tâm tam giác BCD Giải Tứ giác OCDO có OC / / OD , OC OD nên hình bình hành , suy OO / / CD, OO CD 1 IO OO Gọi I giao điểm AB OO AOO cân A , AI đường cao nên , IO CD 1 2 kết hợp với có Kẻ đường kính AOK Ta có IO đường trung bình ABK IO / / BK , IO BK 3 1 , 3 CD / / BK , CD BK CDKB Từ suy nên hình bình hành DK / / BC Do DA DK DK / / BC nên DA BC Do BA BK BK / / CD nên BA CD Khi BCD có DA BC , BA CD nên A trực tâm Ví dụ 58 Cho hai đường tròn O; R O; r , OO d Điểm M nằm O đến O Gọi H hình hai đường trịn cho đoạn tiếp tuyến kẻ từ M đến chiếu M OO Tính OH Giải O , O MA, MB Gọi tiếp tuyến kẻ từ M đến Đặt OH x, OH y Ta có x y d 1 x y OM MH OM MH OM OM MA2 R MB r R r 2 R2 r 1 , suy x y d 3 Từ R2 r d R2 r 2 x d x 1 , 3 suy d 2d Từ H Lưu ý : từ ví dụ suy điểm cố định tập hợp điểm M đường thẳng vng góc với OO H O C AB 2 Ví dụ 59 Cho nữa đường trịn trịn Gọi I đường kính Điểm di chuyển nữa đường K đường tròn đường tròn tiếp xúc với bán kính OA, OC cung AC Gọi I , K AB tiếp xúc với bán kính OB, OC cung BC Gọi tiếp điểm đường tròn theo thứ tự D, E Tìm giá trị nhỏ DE Hướng dẫn : Đặt OD x, OE y Hãy lập hệ thức giữa x, y Giải Đặt ID r1 , KR r2 Ta có OD OI ID x r1 r12 1 2r1 1 x 2r1 Tương tự 2 y 2r2 ODI ~ KEO g.g Từ 1 , , 3 OD DI x r xy r1r2 KE EO r2 y x y 4 xy suy 3 x y x y 4 xy xy x y x y xy xy x y Đặt x y a 1 Do xy nên xy x y x y xy a a xy a2 a2 a a a 1 1 2 a 2 2 a 2 x y 21 C điểm giữa đường tròn BÀI TẬP Đường tròn 94 Cho nửa đường trịn O đường kính AB Các điểm C , D thuộc nửa đường tròn, AC CD 30 cm BD 14cm Tính bán kính đường tròn 95 Cho tam giác nhọn ABC , đường cao BE , CF Ở phía ngồi tam giác ABC , vẽ đường trịn đường kính AB , AC , chúng cắt BE CF theo thứ tự I K Chứng minh AI = AK 96 Cho đường trịn O đường kính AB , dây CD nằm phía AB Gọi E , F theo thứ tự hình chiếu vng góc A, B lên CD Kẻ dây DG vng góc với AB Chứng minh S AEFB S ACBG O; R Gọi D giao điểm AO BC , 97 Cho tam giác nhọn ABC nội tiếp đường tròn R AC , F E giao điểm BO giao điểm CO AB Chứng minh OD OE OF O; R Dựng đường thẳng qua A cắt đường tròn O 98 Cho điểm A nằm đường tròn BC a a R B C cho O , đường kính AB cố định, điểm M chuyển động thuộc đường trịn đường kính AB , có MA a, MB b Điểm C chuyển động đường trịn Gọi D, E theo thứ tự hình chiếu M AC , BC Tìm vị trí điểm C để hình chữ nhật MDCE có diện tích lớn O AB M 99 Cho đường tròn tâm 100 Cho đường tròn , dây cố định , điểm chuyển động đường trịn Vẽ hình bình hành BAMC Tìm vị trí điểm M để độ dài AC lớn O , đường kính AB 2 R Hai bán kính OC OD thay đổi cho C thuộc cung AD COD 60 Tìm vị trí điểm C , D để tứ giác ACDB có diện tích 101 Cho nửa đường trịn lớn O đường kính AB 2 R , bán kính OC vng góc với AB , điểm M chuyển động cung CB Gọi H hình chiếu vng góc M OB Tìm vị trí điểm M để 102 Cho nửa đường tròn tam giác MOH có : a) Chu vi lớn b) Diện tích lớn MA AB 103 Cho tam giác ABC Dựng điểm M cho MB 2MC có giá trị nhỏ Đường trịn đường thẳng O bán kính 2cm nội tiếp tam giác 104 Cho tam giác ABC vuông A , đường trịn a) Tính diện tích tam tam giác ABC , biết BC 13cm DB b) Tính BC , biết DC ( D tiếp điểm đường tròn nội tiếp BC ) O d AB 105 Cho nửa đường trịn đường kính Gọi tiếp tuyến với nửa đường tròn M Gọi D , C theo thứ tự hình chiếu A, B d Chứng minh hệ thức CD 4 AD.BC 106 Cho đường tròn O nội tiếp hình thoi ABCD Kẻ tiếp tuyến với đường tròn O cắt cạnh CB, CD theo thứ tự G, H Chứng minh rằng: a) BE.DF OB.OD b) EG song song với HF R ;R ;R 107 Cho tam giác có diện tích S , chu vi p, r bán kính đường trịn nội tiếp; theo thứ tự bán kính đường trịn bàng tiếp góc A, B, C Chứng minh a) S R1 p a R2 p b R3 p c ; R r R2 R3 b) A 90 108 Cho tam giác ABC , đường tròn I nội tiếp tam giác tiếp xúc với BC , AC , AB theo thứ tự D, E , F Tia IA cắt EF H cắt đường tròn I K Gọi N giao điểm DK EF Tia phân giác góc BIC cắt BC M Chứng minh: a) IM song song KD b) KHN IDM c) AKN AIM d) Ba điểm A, N , M thẳng hàng 109 Trong tam giác ABC có đáy BC a , đường cao AH h , tam giác có bán kính đường tròn nội tiếp lớn nhất? O; r , tam giác có cạnh 110 Trong tam giác ABC vng A ngoại tiếp đường trịn huyền nhỏ nhất? 111 Cho hình vng ABCD cạnh a Vẽ cung BD phần tư đường trịn có tâm A , bán kính AB (nằm hình vng ABCD ) Gọi I điểm chuyển động cung BD Tiếp tuyến I cắt cạnh CB, CD theo thứ tự E , F Tìm vị trí điểm I để tam giác CEF có diện tích lớn 112 Cho tam giác nhọn ABC , BC 24cm , bán kính đường trịn nội tiếp 6cm Các đường trịn D E có cùng bán kính x tiếp xúc ngồi nhau, cùng tiếp xúc với cạnh BC , đường trịn tiếp xúc với AB , đường tròn tiếp xúc với AC Tính x ? O Vẽ đường tròn I tiếp xúc với 113 Cho tam giác ABC cạnh 6cm nội tiếp đường tròn hai cạnh AB, AC theo thứ tự M , N tiếp xúc với cung nhỏ BC Tính MN 114 Cho ba đường tròn đường tròn O; R A;1 ; B; ; C;3 tiếp xúc ngồi đơi cùng tiếp xúc với Tính R 115 Cho hai đường tròn O; R O; r R r Đường trịn I tiếp xúc ngồi O O’ theo thứ tự A, B Chứng minh đường tròn I thay đổi với hai đường trịn đường thẳng AB qua điểm cố định 116 Cho hai đường tròn tròn O’ , cắt đường tròn O đường tròn O’ G H O; R O; r Kẻ tia tiếp tuyến OA, OB đến đường O , cắt C D Kẻ tia tiếp tuyến O’E , O’F đến đường tròn Chứng minh CD GH 117 Cho hình bình hành ABCD có A 90 , AB AD , cạnh AB lấy điểm E cho AE AD Gọi F giao điểm DE CB Đường tròn O ngoại tiếp tam giác BEF đường tròn O’ ngoại tiếp tam giác ABC cắt điểm thứ hai I Chứng minh IB song song với AC 118 Cho đường trịn (O;R) tiếp xúc với đường thẳng d Tìm giá trị nhỏ tích hai bán kính đường trịn (I) (K) tiếp xúc ngồi nhau, tiếp xúc ngồi với đường trịn (O) tiếp xúc với đường thẳng d O 119 Cho nửa đường tròn đường kính AB= 2R, điểm C đường trịn đường kính AB đường vng góc với AB C cắt nửa đường trịn D Tìm giá trị lớn tổng hai bán kính đường trịn (I) (K) tiếp xúc vói AB, tiếp xúc với đoạn CD tiếp xúc với nửa đường tròn O LỜI GIẢI, CHỈ DẪN, ĐÁP SỐ Chuyên đề ĐƯỜNG TRÒN – ĐƯỜNG TRÒN VÀ ĐƯỜNG THẲNG ĐƯỜNG TRÒN VÀ ĐƯỜNG TRÒN 94 (h.252) Gọi H giao điểm OC AD Ta có CA CD OA OD nên OC AD Đặt OA OC x 2 2 Từ AC HC OA OH suy 302 x x x x 450 0 x 25 x 18 0 ; OA 25 cm 95 (h.253) AIC vuông nên AI AC AE 1 AKB vuông nên AK AB AF 2 AE AF cos A AB AC AC AE AB AF 3 Từ (1), (2), (3) suy AI AK 96 (h.254) Gọi D’ giao điểm DG AB Kẻ CC ' AB S ACBG S ABC S ABG AB CC ' GD ' AB 2 AB CC ' DD ' (vì DD ' GD ' ) Gọi M trung điểm CD, kẻ MM ' AB S ACBG AB.MM' 2S AMB 1 MM ' CC ' DD' nên Gọi K giao điểm AM BF, dễ chứng minh MEA MFK nên S AEFB S ABK 2 S AMB 2 Từ (1) (2) suy S ACBG S AEFB 97 (h.255) Đặt S AOB S1 , S AOC S , S BOC S3 OD SODB AO S1 Ta có SODC SODB SODC S3 S2 S1 S2 S1 S S3 OD R S1 S S2 S1 OE OF S1 S3 , R S S3 Tương tự R S3 S1 S2 OD OE OF R S S S S S S 3 Suy S3 S1 S2 Bạn đọc tự chứng minh S S3 S1 S3 S1 S 2 OD OE OF R Xảy đẳng thức S1 S2 S3 ABC Do 98 (h.256) Cách dựng : Dựng dây B ' C ' a , dựng OH ' B ' C ' Dựng đường trịn đường kính O ; OH ' H AH cắt (O) B C AO, cắt đường tròn Chứng minh: Bạn đọc tự giải 99 (h.257) S MDCE MD.ME Đặt MAD BME , ta có MD MA sin a sin ME MB cos b cos S MDCE ab sin cos max S ab sin cos ab ab sin cos 45 C điểm giữa cung AB 100 (h.258) Gọi I giao điểm AC BM Do MI IB nên OI BM , I chuyển động đường trịn đường kính OB AC lớn AI lớn đoạn AI qua trung điểm K OB Khi M vị trí M’ đối xứng với B qua điểm I’ vừa xác định 101 (h.259) COD SCOD R2 1 Đặt S ACDB S S lớn S AOC S BOD lớn Gọi I trung điểm CD Kẻ II’, CC’, DD’ vng góc với AB Ta có S AOC S BOD R Ta lại có II ' IO R Từ (1), (2), (3) suy max S CC ' DD' R.II ' S 2 3 R2 R 3R R 4 3R I’ trùng O AOC BOD 60 102 (h.260) Đặt MH x , OH y x y 2 x y R R x y MOH a) Chu vi Ta có Chu vi MOH lớn R R x y BOM 45 b) S MOH x2 y R MH OH xy 2 R2 max S x y BOM 45 103 (h.261) Giải tương tự Ví dụ 48 Dựng D trung điểm AB, I trung điểm AD A ; AD Dựng M giao điểm đoạn IC đường tròn 104 (h.262) a) Đặt AC b , AB c Ta có b c 132 169 1 b c 4 13 17 Do b c BC 2r (r bán kính đường trịn nội tiếp) nên Từ (1) (2) tính 2bc 120 Vậy S ABC 30 cm b) Đặt BD 2k , DC 3k BC 5k 2 2 2 2k 3k 5k Từ AB AC BC ta có BC 10 cm Tìm k 2 , 105 (h.263) Kẻ MH AB Ta có MBC OMB B1 MH MC MD CD 2MH 4MH 4 AH BH 4 AD.BC 106 (h.264) a) Đặt OBA OBC ODA m , OEF OEB n , OFE OFD p Tứ giác BEFD có m n p 360 m n p 180 BOE p BOE ∽ DFO (g.g) b) Tương tự BE OB BE.DF OB.OD OD DF BG.DH OB.OD Từ (1) (2) suy BE.DF BG.DH 1 2 BE BG BEG ∽ DHF DH DF (c.g.c) BGE DFH BGE m DFH m I K 2 (I, K giao điểm BD với EG, FH) EG / / FH 107 a) Bạn đọc tự chứng minh cách xét diện tích tam giác S r p , R1 r R2 R3 câu a) suy b) Từ S S S S 1 1 p a p p b p c p a p p b p c p p a p c p b a a p p a p b p c p p a p b p c p p a p b p c p p 2a p 2b p 2c a b c b c a a c b a b c 2 b c a a b c b c a A 90 108 (h.265) a) Ta chứng minh IMC KDC Đặt B1 x , C1 y 180 x y x 90 x y IMC MIB B 2 Ta có (1) FDE KDC KDE EDC 90 y Mà D 180 90 x 90 y x y FDE 180 D x y x y KDC 90 y 90 2 Nên (2) Từ (1) (2) suy IMC KDC IM //KD b) IM //KD DIM IDK IKD , KHN ∽ IDM (g.g) KN KA KN KH KH IA Từ câu b) suy IM ID IK c) Ta chứng minh IM Ta có IH IA IE IK IH IK IK IH IA IK KH KA IK IA IK IA IK IA (3) (4) KN KA IA Từ AKN ∽ AIM (c.g.c) Từ (3) (4) suy IM d) Từ câu c) suy KAN IAM Suy A , N , M thẳng hàng 109 (h.266) AB BC CA S ABC ah 2 Gọi r bán kính đường trịn nội tiếp mà khơng đổi nên r lớn AB BC CA nhỏ AB AC nhỏ Bạn đọc tự chứng minh ABC cân A S ABC r 110 (h.267) Ta có 2 BC 2 AB AC AB AC BC 2r BC BC 2r BC 2r 2r 21 AB AC r 2 111 (h.268) SCEF xy Đặt CE x , CF y Ta có Do EAF 45 nên ta chứng minh CE CF EF CB CD 2a (xem tập 21) 2 Suy x y x y 2a (1) 2 Ta lại có x y 2 xy , x y 2 xy nên x y x y 2 xy xy xy Từ (1) (2) suy 2a a 2 xy (2) SCEF lớn x y Khi I giao điểm cung BD đường chéo AC 112 (h.269) Gọi I tâm đường tròn nội tiếp ABC Kẻ IH BC , IH cắt DE K IK DE x 2x x 4 cm 24 Ta có IH BC nên I cung nhỏ BC Tiếp tuyến K cắt AB , AC 113 (h.270) Gọi K tiếp điểm I nội tiếp tam giác ADE nên M , N theo thứ tự D , E Đường tròn trung điểm AD , AE , MN qua O MN AO MN MN 4 cm Gọi AH đường cao ABC , ta có BC AH 114 (h.271) Ta có AB 1 3 , AC 1 4 , BC 2 5 nên BAC 90 Vẽ hình chữ nhật ABOC O C O; Do OC AB 3 nên Vẽ đường tròn Đường tròn A;1 tiếp xúc với O;6 Đường tròn B; tiếp xúc với O; OB 6 Đường trịn C ;3 tiếp xúc với O; OC 6 OA 6 Vậy O trùng O R 6cm 115 (h.272) Gọi K giao điểm AB OO O Ta có A1 B B C OC //OI Gọi C giao điểm thứ hai AB với KO OC r KO OA R K cố định 116 (h.273) Gọi I , K theo thứ tự giao điểm OO với CD GH Ta có R r CI R sin O OO r R GK r sin O OO Nên CI GK Suy CD GH 117 (h.274) Ta có IB OO Sẽ chứng minh OO AC cách chứng minh OA OC (đã có) OA OC Xét OEA OBC , ta có OE OB , AE AD BC , cần chứng minh OEA OBC OBE OEB BE BF nên OB đường trung trực EF OBF OBC OEA (bù với hai góc trên) OEA OBC (c.g.c) OA OC Do Kết hợp với OA OC ta có OO đường trung trực AC Ta lại có OO đường trung trực IB nên AC //IB O , I , K d 118 (h.275) Gọi A , B , C theo thứ tự tiếp điểm đường tròn I , K Gọi x y theo thứ tự bán kính đường tròn AB AC BC Từ xy Rx Ry suy 4 R xy R xy Rx Ry 2 xy xy 4 R xy 16 R xy 16 R x y 4 R 119 (h.276) Gọi I I đường tròn đối xứng với đường tròn I K Đặt x y bán kính đường trịn qua AB Ta có I K CI CK x y x y R x R y Từ I K I O OK suy x y 2R 2 R 1 max x y 2 R 21 x y C trùng O x y 2 R