1. Trang chủ
  2. » Giáo án - Bài giảng

Tai lieu boi duong hinh hoc 8

27 13 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 27
Dung lượng 108,51 KB

Nội dung

BàI TậP bồi d- ỡng hsg hình học I Tứ giác, hình thang: Bài tập vị trí t- ơng đối điểm, đ- ờng thẳng Bài toán 1a: Cho hình thang ABCD (AB//CD) đáy CD tổng hai cạnh bên BC AD Hai đ- ờng phân giác hai góc A, B cắt K Chứng minh C, D, K thẳng hàng A B D K C HD: Gọi K giao điểm phân giác góc A với DC Dễ dàng chứng minh đ- ợc DAK cân D Từ AD + BC = DC => CK = CB => CBK = CKB => CKB = KBA BK phân giác góc B Đpcm TIP: Bài c/m theo h- ớng: - Gọi K giao điểm hai phân giác góc A B C/m KC + KD = DC => K thuéc DC => đpcm Bài toán 1b: *Cho tứ giác ABCD Gọi ABCD theo thứ tự trọng tâm tam giác BCD, ACD, ABD, ABC Chứng minh đ- ờng thẳng AA, BB, CC,DD đồng quy B B A L I B' C I F F E E A D' C' J A’ A' K D J C D HD: Gọi E,F lần l- ợt trung điểm AC, BD ; I trung điểm EF ; J trung điểm AC - Tam giác CAA có EJ đ- ờng trung bình nên EJ//AA - Tam giác FEJ có AA qua trung điểm A FJ // với EJ nên AA qua trung điểm I FE - Hoàn toàn t- ơng tự chứng minh đ- ợc BB, CC, DD qua I - Các đ- ờng thẳng đồng quy I Bài tập chứng minh Bài toán 2a: Cho tam giác ABC AB < AC Gọi H chân đ- ờng cao kẻ từ đỉnh A M,N,P lần l- ợt trung điểm cạnh AB,AC,BC Chứng minh tứ giác NMPH hình thang cân A HD: - MNHP hình thang - MP = AC/2 ( §- êng TB ) - HN = AC/2 ( §- êng TT ) N M B H P C đpcm Bài toán 2b: Cho tứ giác ABCD có AD=BC M,N lần l- ợt trung điểm AB DC Đ- ờng thẳng AD cắt đ- ờng thẳng MN E Đ- ờng thẳng BC cắt đ- ờng thẳng MN F Chứng minh AEM = BFM E F M A B I N D HD: C - Gọi I trung điểm BD - Chứng minh tam giác IMN cân I ( IM = IN = AD/2=BC/2) - IM // DE vµ IN //CF đpcm Bài tập tính toán Bài toán 3a: Cho tứ giác lồi ABCD, hai cạnh AD BC kéo dài cắt E Hai cạnh AB DC kéo dài cắt M Hai phân giác hai góc CED BMC cắt K TÝnh gãc EKM theo c¸c gãc cđa tø gi¸c M A D K HD: B C E Trong tam giác MKE đ- ợc MKE = 1800 - (KMD +KED+DME+DEM) DME+DEM = 1800 - D KMD = (1800 - C - B)/2 KED = (1800 -A-B)/2 Thay vào ta đ- îc: MKE = 1800 -((1800-C-B +1800-A-B )/2 +1800-D) = (3600 -3600 +A+C+2B - 3600 +2D)/2 = (A+B+C+D+B+D-3600)/2= (B+D)/2 Bài toán 3b: Cho hình thang ABCD M,N lần l- ợt trung điểm hai đáy AD BC O điểm thuộc MN Qua O kẻ đ- ờng thẳng song song với đáy hình thang Đ- ờng thẳng cắt AB,CD lần l- ợt E,F Chứng minh OE=OF B E HD: C N O H F I A D M Chøng minh SBNMA = SNCDM (Do cã tổng hai đáy chiều cao ) Chứng minh SBEN=SNFC SEAM = SFMD để đ- ợc SEMN =SFMN Tõ ®ã cã EH = FI ( víi EH, FI lần l- ợt hai đ- ờng cao hai tam giác OE =OF Bài tập quỹ tích, dựng hình Bài toán 4a: Cho tứ giác lồi ABCD HÃy dựng đ- ờng thẳng qua đỉnh A chia tứ giác thành hai phần có diện tích A B I M D C E Ph©n tÝch: Giả sử AM đ- ờng thẳng cần dựng Lấy ®iĨm E ®èi xøng víi D qua M AE c¾t BC t¹i I Cã: SADM = SABCM = SAME => SABI = SCEI ð SABC = SEBC => BE// AC Cách dựng: - Dựng đ- ờng chéo AC - Từ B dựng đ- ờng thẳng song song với AC cắt AC E - Lấy M trung điểm DE - AM đ- ờng thẳng cần dựng TIP: Thực chất phép dựng biến đổi hình thang tam giác t- ơng đ- ơng ( có diện tích diện tích hình thang ) Để chuyển toán tập dựng trung tuyến tam giác Sau tập áp dụng việc biến đổi Bài toán 4b: Cho tứ giác ABCD I điểm AB Qua I hÃy dựng đ- ờng thẳng chia tứ giác làm hai phần cã diÖn tÝch b»ng B I A F J E C D Phân tích: Giả sử đà dựng đ- ợc IJ Sử dụng ph- ơng pháp biến đổi tam giác t- ơng đ- ơng.Ta có b- ớc phân tích: Xác định điểm F tia DC cho SIJCB = SIJF Lóc ®ã SBIC = SFIC.Suy BF//IC Xác định điểm E tia CD cho SIJAD = SIJE Lóc ®ã SAID = SEID.Suy AE//ID Rõ ràng J trung điểm đoạn thẳng EF Cách dựng: - Qua A dựng đ- ờng thẳng song song với ID cắt DC E Qua B dựng đ- ờng thẳng song song với IC cắt DC F - Dựng J trung điểm EF IJ đ- ờng thẳng cần dựng Bài toán cực trị hình học Bài toán 5a: Cho tứ giác lồi ABCD Tìm điểm M tứ giác cho MA + MB + MC +MD đạt giá trị nhỏ Giải: Cách 1: Gọi O giao điểm hai đ- ờng chéo M O MA +MB +MC+MD đạt giá trị nhỏ Thật vậy, M O ta cã: MA +MB +MC +MD = OA + OB + OC + OD = AC + BD Víi M bÊt kú tø gi¸c ta cã: MA +MC ³ AC MB + MD ³ BD ð MA +MB +MC +MD ³ AC + BD ð MA +MB +MC +MD nhá nhÊt lóc M º O D C¸ch 2: Víi ba ®iĨm M; A; C ta cã: MA +MC AC C Dấu = xảy lúc Mẻ[AC] M O Víi ba ®iĨm M; B; D cã MB + MD ³ BD DÊu “=” x¶y lóc M Î [BD] ð MA + MB +MC +MD ³ AC + BD A B Dấu = xảy lúc Mẻ[AC] Mẻ[BD] M O ( Với O giao điểm hai đ- ờng chéo ) Bài toán 5b: Chứng minh đoạn thẳng nối trung điểm hai cạnh đối diện tứ giác lồi không lớn nửa tổng hai cạnh lại Giải: Gọi I trung ®iĨm cđa AC ta cã: C MI = BC / B IN = AD / I ð MI + IN = ( BC +AD)/ M N Lại có với ba điểm M,I,N MI + IN ³ MN ð MN £ (BC + AD) / =>đpcm A D II Hình bình hành: Các toán vị trí t- ơng đối: Bài toán 1a: Cho tam giác ABC O điểm thuộc miền tam giác Gọi D,E,F lần l- ợt trung điểm cạnh AB,BC,CA L,M,N lần l- ợc trung điểm OA,OB,OC Chứng minh EL, FM, DN đồng quy Giải: A Dựa vào tính chất đ- ờng trung bình chứng minh tứ giác LFEM, NEDL hình bình hành đpcm B L D F O M N E C Bài toán 1b: Chứng minh rằng: tam giác ba đ- ờng cao ®ång quy M A B N H C P HD: - Dễ dàng chứng minh ba đ- ờng trung trực tam giác đồng quy cách dựa vào tính chất đ- ờng trung trực đoạn thẳng - Từ ba đỉnh tam giác ABC đựng đ- ờng thẳng song song với cạnh đối diện Các đ- ờng thẳng đôi cắt MNP - Các tứ giác BCNA BCAM hình bình hành nên HA đ- ờng trung trực MN - Tam giác MNP nhận đ- ờng cao tam giác ABC làm đ- ờng trung trực - Các đ- ờng trung trực tam giác MNP ®ång quy hay c¸c ®- êng cao cđa tam gi¸c ABC đồng quy Các toán chứng minh nhau: Bài toán 2a: Cho tứ giác ABCD E,F lần l- ợt trung điểm AB, CD M, N, P, Q lần l- ợt trung điểm AF, CE, BF, DE Chøng minh r»ng MN = PQ HD : C B N E M P F Q D A Chøng minh tø gi¸c MNPQ cã hai đ- ờng chéo giao trung điểm đ- ờng (Chính trung điểm EF) Bài toán 2b: Cho tứ giác ABCD.Gọi E trung điểm AD, F trung điểm BC ; G đỉnh thứ t- hình bình hành CADG ; H đỉnh thứ t- hình bình hành CABH a Chøng minh BD // GH G b Chøng minh HD = 2EF D E I C J H F A B HD: a BDGH hình bình hành BH DG song song AC =>đpcm b Gọi I,J lần l- ợt trung điểm CD CH Chứng minh EIJF hình bình hành => đpcm Các tập tính toán: Bài toán 3a: Cho hình bình hành ABCD có ADC = 750 O giao đIểm hai đ- ờng chéo Từ D hạ DE DF lần l- ợt vuông góc víi AB vµ BC (E thc AB, F thc BC ) TÝnh gãc EOF E A B O C D F Có O trung điểm DB Từ có đ- ợc OE =OD=OB=OF (Quan hệ trung tuyến, cạnh huyền ) EOD = 2EBO ( Vì DEOB cân O ) DOF = 2FBO ( Vì DFOB cân O ) Cộng hai đẳng thức để đ- ợc: EOF = 2( EBO + OBF ) = EBF Do EBF = ADC nªn EOF = 2ADC = 2.750 = 1500 Bài toán 3b: Cho tam giác ABC Một đ- ờng thẳng song song với BC cắt AB,AC lần l- ợt D E Gọi G trọng tâm tam giác ADE, I trung điểm CD Tính số đo góc tam giác GIB A D G K E I B C HD: Qua C kẻ đ- ờng thẳng song song với AB, đ- ờng cắt DE K - Tứ giác DBCK hình bình hành nên BK cắt DC trung ®iĨm I cđa DC - Chøng minh hai tam gi¸c DBG EKG - Từ có đ- îc GIB =900 vµ BGI = BGK/2 = DGE/2 - Có DGE = 1200 ( Do ADE ) nên BGI = 600 GBI = 300 Các toán quỹ tích, dựng hình Bài toán 4a: Cho tam giác cân ABC (AB=AC) Trên cạnh AB lấy điểm D, cạnh AC lấy điểm E cho DA=CE Tìm q tÝch trung ®iĨm I cđa DE D di động cạnh AB A E I D B C Bài toán 4b: Cho góc nhọn xAy O điểm thuộc miền góc Dựng Ax điểm M Ay điểm N để: x a O trung điểm MN b OM =2ON M Giải: O O A N y a C1:( Dựa vào kiến thức hình bình hành ) Phân tích: Gọi O điểm đối xứng A qua O Khi O trung điểm MN tứ giác AMON hình bình hành Cách dựng: - Dựng O đối xứng với A qua O - Dựng đ- ờng thẳng qua O song song với Ay cắt Ax M - Dựng đ- ờng thẳng qua O song song với Ax cắt Ay N C2:( Dựa vào kiến thức đ- ờng trung bình ) Phân tích: Khi O trung điểm MN đ- ờng thẳng qua O song song với Ay cắt Ax trung điểm AN Cách dựng: - Dựng đ- ờng thẳng qua O song song với Ay cắt Ax O1 Trên tia Ax dựng M cho O1 trung điểm AM - T- ơng tự cách dựng N (x) b M D O A N N1 (y) HD: Xem O trọng tâm tam giác => xác định đ- ợc D chân đ- ờng trung tuyến xuất phát từ A => Quy toán 3a để giải Các toán cực trị: Bài toán 5a: Cho tam giác ABC có AM đ- êng trung tuyÕn Chøng minh r»ng: AB + AC ³ 2AM Giải: Lấy A1 điểm đối xứng A qua M ta có: A ABA1C hình bình hành ð BA1 = AC vµ AA1 = 2AM ð AB +AC = AB + BA1 B C L¹i cã: AB + BA1 > AA1 M ð AB + AC > AA1 =2AM => đpcm A1 Bài toán 5b: Chứng minh r»ng, mét tam gi¸c trung tun øng víi cạnh nhỏ lớn A M B N I H C D KỴ ND //MC (DỴBC) ; NI //AB (IẻBC) Dễ dàng chứng minh đ- ợc: MC = ND MN = BI =CD Gi¶ sư AB NI HI HB < HD ð NB < ND => NB < MC Bài toán 5c: Một kênh có hai bờ song song P,Q hai điểm cố định nằm hai phía kênh Xác định cầu MN vuông góc với kênh để đoạn đ- ờng tõ P ®Õn Q nhá nhÊt Q N M P’ P HD: Dựng hình bình hành NMPP ta đ- ợc: PM + MN + NQ = PP’ + P’N + NQ Do PP’ = const §Ĩ PM + MN + NQ nhá nhÊt th× P’N +NQ nhá nhÊt ð P’,N,Q thẳng hàng Dễ dàng suy cách dựng II Hình chữ nhật, hình thoi, hình vuông: Bài tập vị trí t- ơng đối điểm, đ- ờng thẳng Bài toán 1a: Cho hình chữ nhật ABCD Kẻ BH vuông góc với AC Gọi M trung điểm AH, K trung điểm CD Chứng minh BM vu«ng gãc víi MK B C I H A M K D HD: - KỴ MI // AB ( I thuộc BH ) - Chứng minh ICKM hình bình hành => IC//MK - Chứng minh I trực tâm tam giác CBM => CI vuông góc với BM MK vuông góc với BM Bài toán 1b: Cho tam giác ABC có AD đ- ờng cao Về phía tam giác dựng hình vuông ABEF ACGH Chứng minh AD,BG,CE đồng quy I H F G A E C B D HD: Dựng hình bình hành FAHI Chứng minh hai tam giác ABC HIA để đ- ợc: IAH = BCA IA = BC Tõ IAH = BCA chøng minh IAD thẳng hàng Hay ID đ- ờng cao tam gi¸c IBC Tõ IA = BC cïng víi IAH = BCA chứng minh hai tam giác IAC BCG Đ- ợc CBG = AIC với IA vuông góc với BC đ- ợc BG vuông góc với IC T- ơng tự chứng minh đ- ợc CE vuông gãc víi IB ð ®pcm (TÝnh chÊt ba ®- êng cao tam giác ) Bài tập chứng minh Bài toán 2a: Cho hình vuông ABCD Gọi M,N lần l- ợt trung điểm AB,AD BN, CM cắt P Chứng minh DP =AB M A B N HD: 2AB P I D C Gọi I giao điểm hai đ- ờng thẳng BN CD Dễ dàng chứng minh đ- ợc IC = Hai tam giác MCB NBA đồng thời AB vuông góc với BC nên CM vuông góc với NB Tam giác vuông PIC có PD trung tuyến nên PD = IC/2 = AB ( đpcm ) Bài toán 2b: Cho hình vuông ABCD Về phía hình vuông dựng tam giác cân FAB (FA=FB) cho FAB = 150 Chøng minh tam gi¸c FDC tam giác C D HD: C1: I Dựng phía tam giác F tam giác ABF Các tam giác FAF J FBF từ chứng minh đ- ợc A B tam giác FAF cân F (Hai góc đáy 10 F (1) Gẻ BD => PQ//AC => DPDQ vuông cân D Từ (1) Fẻ BD => NM =PQ Tứ giác MNPQ thoả ba điều kiện có chu vi nhỏ Bài toán 5b: Cho tam giác vuông A M điểm thuộc BC D, E lần l- ợt hình chiếu vuông góc M lên AB, AC Xác định M để DE nhỏ nhất, lớn A Giải: Tứ giác ADME hình chữ nhËt DE = AM ð D E B M C a Để DE nhỏ AM vuông góc với BC b Để DE lớn Nếu AB >AC M º B NÕu AC >AB th× M º C Nếu AB =AC M B M C Bài toán 5c: Cho hình vuông ABCD; M điểm cạnh AB Đ- ờng vuông góc với CM C cắt đ- ờng thẳng AB K Tìm ví trí M để đoạn MK có giá trị nhỏ Giải: Gọi I trung điểm cđa MK A MK = 2CI (quan hƯ trung tun cạnh huyền ) M B I K D C Để MK nhá nhÊt => CI nhá nhÊt => I º B Lúc CI vừa trung tuyến vừa đ- ờng cao => MCK vuông cân MCB = 450 => M A Bài toán 5d: Cho đoạn thẳng AB = a C điểm AB Vẽ hình vuông ACDE; CBFG Xác định vị trí điểm C để tổng diện tích hai hình vuông đạt giá trị nhỏ G F Giải: §Ỉt AC = x => CB = a-x SACDE + SCBFG = x2 + (a-x)2 = 2(x -a/2)2 + a2/2 ³ a2/2 DÊu “=” x¶y lóc x =a/2 ð C trung điểm AB E A D C B Các toán tổng hợp Bài toán 1b: Cho tam giác ABC Về phía tam giác dựng hình vuông ABGH, ACEF BCIJ Gọi O1,O2, O3 lần l- ợt tâm hình vuông M trung điểm BC, D trung điểm HF a Chứng minh O1MO2 tam giác vuông cân 13 b Tứ giác DO1MO2 hình vuông c Chứng minh HF = 2AM d Chøng minh AD vu«ng gãc với BC AM vuông góc với HF e Chứng minh O1O2 = AO3 P F D H Q A O1 K G B O2 E C NM O3 J A’ I HD: a Chøng minh hai tam gi¸c HAC BAC để đ- ợc: - HC = BF -AHC = ABF cïng víi AH vu«ng gãc víi AB đ- ợc HC vuông góc với BF O1M O2M lần l- ợt hai đ- ờng trung bình hai tam giác BHC BCF nên: - O1M song song vµ b»ng nưa HC; O2M song song vµ nửa BF Kết hợp kết luận để đ- ợc điều cần chứng minh b Tứ giác DO1MO2 hình vuông T- ơng tự ta chứng minh đ- ợc O1DO2 tam giác vuông cân D từ ®ã suy ®pcm c Gäi A’ lµ ®iĨm ®èi xứng A qua M.Ta chứng minh đ- ợc BA song song AC => BA vuông góc AF Lại có BA vuông góc AH nên hai tam giác HAF ABA => HF = AA = 2AM d Hạ HP FQ vuông góc với đ- ờng cao từ AN tam giác ABC -Chứng minh hai tam giác HQA ANB b»ng => HQ=AN -Chøng minh hai tam gi¸c FPA vµ ANC b»ng => FP=AN ð HQ = FP Từ chứng minh HQFP hình bình hành => AN qua trung điểm D HF Với tam giác AHF ta có điều ng- ợc lại AM vuông góc với HF e Gọi K trung điểm AC ta cã: KA = O2K O1K = O3K O1KO2 = AKO3 ð Hai tam gi¸c O1KO3, O3KA b»ng ð Đpcm III Đối xứng trục đối xứng tâm: Bài tập vị trí t- ơng đối điểm, đ- ờng thẳng Bài toán 1a: 14 Cho tam giác nhọn ABC có AH đ- ờng cao Gọi E,F lần l- ợt điểm đối xứng H qua cạnh AB,AC Gọi M,N lần l- ợt giao ®iĨm cđa EF víi AB,AC Chøng minh F r»ng MC ^ AB NB ^ AC A Giải: N M Tam giác MNH có AM,AN phân giác hai góc M,N nên AH E phân giác gãc MNH B H Do CH ^ AH nªn CH phân giác C góc MNH Tam giác MNH có CN,CH phân giác hai góc N,H nên CM phân giác góc HMN CM ^ MB ( Vì MB phân giác HMN ).Hay CM ^ AB T- ơng tự chứng minh đ- ợc NB ^ AC Bài toán 1b: Cho tam giác ABC P điểm Gọi M,N,Q lần l- ợt trung điểm AB,AC,BC Gọi A,B,C lần l- ợt điểm đối xứng P qua Q,N,M Chứng minh A AA,BB,CC đồng quy Giải: C B P B C Chứng minh ABAB hình bình hành: A Các đoạn thẳng AB BA song song PC T- ơng tự chứng minh đ- ợc CACA hình bình hành đpcm Bài tập chứng minh Bài toán 2a : Cho góc nhọn xOy có Ot tia phân giác M điểm thuộc miền góc M 1, M2 lần l- ợt điểm đối xứng M qua Ox vµ Oy a Chøng minh O thuéc ®- êng trung trùc cđa M1M2 b Gäi Oz lµ tia thuéc ®- êng trung trùc M1,M2 Chøng minh r»ng MOx nhận Ot làm phân giác Giải: x a M1O = MO M1 M2O =MO ð M1O = M2O M t O thuộc đ- ờng trung trực đoạn th¼ng M1M2 b Cã zOM2 = zOM1 = xOy z O ð zoy + yOM2 = zOy + yOM = xOy ð zOy + zOy + xOM = xOy y ð zOy = Mox ð MOt = tOz ( Do xOt = tOy ) Ot tia phân giác cđa gãc MOz Bµi tËp vỊ q tÝch, dùng hình M2 Bài toán 4a: 15 Một kênh có hai bờ song song P,Q hai điểm cố định nằm hai phía kênh Xác định cầu MN vuông góc với kênh để đoạn đ- ờng từ P đến N đoạn đ- ờng Q từ Q đến M (N nằm bờ kênh phía P M n»m bê kªnh phÝa Q).d M P’ N P HD: PT: - Giả sử dựng đ- ợc P Gọi P đỉnh thứ t- hình bình hành PNMP Lúc ®ã PN = P’M => P’M=MQ => M thuéc trung trùc cña P’Q CD: - Dùng P’ cho PP’ vuông góc với bờ kênh chiều dài PP b»ng chiỊu réng cđa bê kªnh - Dùng trung trùc (d) PQ d cắt bờ kênh phía Q M Từ dựng N Bài toán 4b: Dựng tứ giác ABCD biết DA=AB=BC biết ba trung điểm E,F,G cña DA,AB, BC (d1) (d2) F B A E HD: D G C A nằm đ- ờng trung trực EF.B nằm đ- ờng trung trực FG Cần xác định AB lần l- ợt hai đ- ờng để AB nhận F làm trung điểm Bài toán đ- ợc quy toán 3a Bài toán 4c: Cho tam giác ABC, P điểm nằm tam giác Dựng M AB, N AC để tam giác MPN cân P MN // BC A HD: Giả sử hình dựng đ- ợc, lúc M N M đối xứng với N qua trục đ- ờng thẳng (d) qua P vuông góc với MN Do MN//BC nên (d) vuông góc với BC P Đ- ờng thẳng đối xứng với đ- ờng B C thẳng AB qua trục (d) cắt đ- ờng thẳng AC N Nên có cách dựng: - Dựng (d) qua P vuông góc với BC - Dựng đ- ờng thẳng ®èi xøng víi ®- êng th¼ng AB qua trơc (d), đ- ờng thẳng cát đ- ờng thẳng AC N - Dùng M ®èi xøng víi N qua (d) - Tam giác PMN tam giác cần dựng Bài toán cực trị hình học Bài toán 5a: (Bài toán chim ) 16 Trong mặt phẳng P cho ®- êng th¼ng d hai ®iĨm A,B n»m cïng mét nửa mặt phẳng bờ Xác định d điểm M cho MA + MB đạt giá trị nhỏ Giải: a Tr- ờng hợp A,B nằm nửa mặt phẳng: B Gọi A1 điểm đối xứng A qua trôc (d) A MA +MB = MA1 + MB A1B Dấu = xảy lúc Mẻ[A1B] (d) M giao điểm A1B d M TIP: Thay đổi vị trí t- ơng đối A,B so với d A1 ta đ- ợc số toán khác cần giải Bài toán 5b: Cho hai điểm cố định A,B nằm mặt phẳng bờ d Tìm d hai điểm M,N cho: - MN = l cho tr- íc - Tø gi¸c BNMA cã chu vi nhá nhÊt B’ B A d M N A Bài toán 5c: Cho góc nhọn xOy điểm M thuộc miền góc Xác định Ox điểm A Oy điểm B cho tam gi¸c MAB cã chu vi nhá nhÊt Giải: M1 Gọi M1, M2 lần l- ợt hình chiÕu cđa M qua trơc Ox; Oy A M MA + AB +BM = M1A +AB +BM2 £ M1M2 DÊu “=” x·y A,B Ỵ M1M2 O ð A giao điểm M1M2 với Ox B B giao điểm M1M2 với Oy M2 TIP: Bằng cách ràng buộc thêm điều kiện điểm M: M chạy đoạn thẳng; chạy đ- ờng tròn nằm góc xOy ;Tổng OA + OB không đổi; Thay đổi góc xOy; Thay đổi đại l- ợng cần tính cực trị đ- ợc hàng loạt toán khác Bài toán 5d: Cho góc nhọn xOy hai điểm AB thuộc miền góc Tìm điểm C,D lần l- ợc thuộc Ox Oy cho đ- ờng gấp khúc ACDBA có độ dài nhỏ Giải: Lấy A1 đối xứng víi A qua Ox; B1 ®èi xøng víi B qua Oy Do AB cố định nên đ- ờng gấp khúc ACBD có độ dài nhỏ lúc AC + CD + DB nhá nhÊt Cã AC +CD +DB = A1C + CD +DB1 ³ A1A2 DÊu ”=” x¶y lóc C,D ẻ[A1B1] C giao điểm A1B1 với Ox D giao điểm A1B1 với Oy B1 17 D O B A C A1 Bài toán 5e: Cho tam gi¸c ABC cã ba gãc nhän M điểm thuộc cạnh BC I,J lần l- ợt hình chiếu M xuống hai cạnh AB, AC.M1, M2 lần l- ợt điểm đối xứng M qua AB,AC E,F lần l- ợt giao điểm M1M2 với AB,AC Xác định M a Để IJ nhỏ nhất; lớn b Để tam giác MEF có chu vi nhá nhÊt A M2 Gi¶i: F M1 E J I B M C a 2IJ = M1M2 AM1 =AM=AM2 M1AM2 =2BAC = CONST IJ (max) M1M2 (max) AM1 (max) AM (max) AM nhá nhÊt AM ^ BC AM lín nhÊt AM = Max(AB,AC ) b Chu vi tam gi¸c MEF = MF + ME +EF = M1M2 ð §Ĩ chu vi tam giác MEF nhỏ M chân đ- ờng cao từ A xuống BC theo toán 1a E,F chân hai đ- ờng cao lại V Định lý Thalet Bài tập vị trí t- ơng đối điểm, đ- ờng thẳng Bài toán 1a: Cho tứ giác lồi ABCD Kẻ hai đ- ờng thẳng song song với AC Đ- ờng thẳng thứ cắt cạnh BA,BC lần l- ợt G H Đ- ờng thẳng thứ hai lần l- ợt cắt cạnh DA,DC lần l- ợt E F.Chứng minh GE,HF,BD đồng quy I Giải: Gọi O giao điểm AC BD D M,N lần l- ợt giao điểm GH EF E víi BD F N Ta cã: = EN FN ( Do EF// AC ) A AO OC O EN = OA G ð FN OC M C H T- ¬ng tù ta còng cã: B GM = OA GH OC EN ð = GM FN HM 18 ð §pcm ( Do EF // GH ) theo định lý đảo Bài toán 1b: ( Tổng quát toán 1a/ II) Cho hình chữ nhật ABCD Gọi H chân đ- êng vu«ng gãc tõ A xuèng BD M,N theo BM = CN thứ tự điểm BH CD cho: CD Chøng minh r»ng AM vu«ng gãc víi MN BH A D HD: - Chøng minh hai tam giác vuông N M H ABH ACD đồng dạng BM = CN -Sư dơng gt: CD BH B C để chứng minh hai tam giác ABM ACN đồng dạng để đ- ợc: AM = AN AC AB Và BAM = CAN => MAN = BAC ð Hai tam giác MAN BAC đồng dạng AMN = ABC = 900 ( đpcm ) Bài tập chứng minh Bài toán 2a: Cho hình thang ABCD (AB // CD ) Hai đ- ờng chéo AC BD cắt I Qua I kẻ đ- ờng thẳng song song với hai đáy cắt AD E cắt BC F a Chứng minh: 1 = + IF AB CD b Chøng minh I trung điểm EF Giải: Có: A IF FC = AB BC BF IF = BC CD E B I D Cộng hai đẳng thức ta đ- ợc: IF IF BF + FC + =1 = CD AB BC ð §pcm F C = 1 + IE AB CD b Hoàn toàn t- ơng tự ta có: IF = EF Đpcm Bài toán 2b: Cho hình thang cân ABCD (AD//BC ) Gọi M,N trung điểm BC AD Trên tia đối tia AB lấy điểm P PN cắt BD Q Chứng minh MN tia phân giác cña gãc PMQ HD: P N 19 A K I D Q P B M C Gäi I,K,P lÇn l- ợt giao điểm AD với PM, AD với MQ, PQ với BC - Dễ dàng chứng minh đ- ỵc MN vu«ng gãc víi AD - Cã: IN/MP = IA/BM = AN/BP NK/MP = KD/BM = ND/BP Do AN =ND nên đ- ợc: IN/MP = NK/MP => IN=NK Tam giác IMK có MN vừa trung tuyến vừa đ- ờng cao nên phân giác ( đpcm ) Bài tập tính toán Bài toán 3a: Cho hình thang ABCD (AB//CD ).I giao điểm AC với BD Gọi S1, S2 lần l- ợt diện tích tam giác IAB IAD Tính diện tích hình thang theo S1, S2 Giải: SIBC = S2 A B Gọi S3 diện tích tam giác S IDC Ta cã: S2 S3 ID2 I = S1 IB2 S3 S2 ID = D C S1 IB S3 = S2 ð S1 S12 ð S3 = S2 S1 ð SABCD = S1 + 2S2 + S2 S1 = (S1+S2) S1 Bài toán 3b: Cho tam giác ABC có  = B Cho AB = c, AC =b TÝnh BC2 theo b,c A B I Gọi AI phân giác tam gi¸c Ta cã: IC/IB = AC/AB ð IC = IB AC/AB (1) Lại có hai tam giác ABC IAC đồng dạng nên: IC/AC = AC/BC IC = AC2/BC (2) 20 C Từ (1) (2) ta đ- ợc IB = AC.AB/BC Cã BC = IB +IC = (AC2 + AC.AB ) /BC ð BC2 = AC( AC + AB ) ð BC2 = b(b+c ) Bµi tËp quỹ tích, dựng hình Bài toán 4b: Cho tam giác ABC I điểm nằm tam giác M điểm thay đổi cạnh BC Các đ- ờng thẳng qua M song song với BI CI theo thứ tự cắt AC AB N P Dựng hình bình hành MNQP Tìm tập hợp điểm Q Giải: Gọi K giao điểm CI với AB ; H giao điểm BI AC Qua N kẻ đ- ờng thẳng song song với KC cắt KH Q Qua P kẻ đ- ờng thẳng song song với HB cắt KH Q QH NM MB Ta cã: A = = NC MC QK Q’H = PB MB I H = Q MC Q’K PK K N QH = Q’H ð Q’K QK P ð Q Q B M C Theo cách vẽ kết ta đ- ợc QMNP hình bình hành Q ẻ KH.Hay tập hợp điểm Q đoạn KH Đảo: T- ơng tự phần thuận với điểm xuất phát Q ẻ KH Chứng minh M thuộc BC Bài toán 4b: Cho góc xOy đ- ờng thẳng d cắt hai cạnh góc Tìm đoạn thẳng AB (A ẻ Oy; Bẻ Ox ) cho AB vuông góc với d có trung điểm I nằm d Giải: (d) A Giả sử đà dựng đ- ợc AB F Gọi E giao ®iĨm cđa d víi Ox Tõ E kỴ ®- êng thẳng song song M M với AB cắt OI M, cắt Oy F I Ta có: EF vuông gãc víi d E ME = MF B C¸ch dùng: Qua E dựng d vuông góc với d cắt Oy F Dựng trung điểm M EF Dựng I giao điểm OM với d Qua I dựng đ- ờng thẳng vuông góc với d cắt Ox B cắt Oy A AB đoạn thẳng cần dựng Bài toán cực trị hình học Bài toán 5a: Cho góc nhọn xOy điểm M thuộc miỊn cđa gãc H·y dùng qua M mét c¸t tuyến cắt hai cạnh góc xOy A B cho + MA MB đạt giá trị lớn 21 Giải: N Vẽ: MN // Oy ON // AB MN cắt Ox P Kẻ PQ //AB (Q ỴOM) 1 1 O + + = = ON PQ MA MB MA 1 Để MA + MB lớn PQ nhỏ nhÊt A P M Q B Do OM, P cè định nên PQ nhỏ PQ ^ OM Lúc AB ^ OM Bài toán 5b: Cho góc nhọn xOy M điểm thuộc miền góc Đ- ờng thẳng d quay xung quanh M cắt Ox, Oy theo thứ tự A,B Tìm vị trí d cho OA+OB đạt giá trị nhỏ A X O HD: OA + OB = OX +OY + XA + YB Do OX + OY không đổi nên OA +OB nhá nhÊt XA + YB nhá nhÊt Lại có: hai tam giác AXM YMB đồng dạng nªn: XA = XM YM YB M Y B ð XA.YB = YM.XM = const ð XA + YB nhá nhÊt XA = YB ð hai tam gi¸c AXM YMB M trung điểm cđa AB Dùng A, B nh- bµi 4b/II Bµi toán tổng hợp Bài toán 6a: Cho tam giác ABC có G trọng tâm M điểm tam giác Gọi A1, B1, C1 lần l- ợt giao điểm AM với BC; BM với AC; CM với AB Đ- ờng thẳng GM cắt AB,AC,BC lần l- ỵt ë C2, B2, A2 a Chøng minh : MA1 + AA1 MA1 + b Chøng minh: GA1 + c Chøng minh: GA2 Gi¶i: MB1 MC1 =1 + BB1 CC1 MB1 MC1 =3 + GB1 GC1 1 = GB2 GC2 A C2 G B a MA1/AA1 = MM1/AD = SMBC /SABC T- ¬ng tù cã MB1/BB1 = SMAC/SABC 22 D M M1 A1 B2 C A2 MC1/CC1 = SMAB/SABC Cộng đẳng thức ta đ- ợc: MA1/AA1 + MB1/BB1 +MC1/CC1 = (SMBC +SMAC +SMAB)/SABC = (đpcm ) b Qua G kẻ đ- ờng thẳng song song với AA1 cắt BC M2 Có GM2/ AA1 = 1/3 => AA1 =3GM2 MA2/GA2 = MA1/GM2 = 3MA1/AA1 T- ¬ng tù ta cịng cã MB2/GB2 = 3MB1/BB1 MC2/GC2 = 3MC1/CC1 Cộng đẳng thức ta đ- ợc: MA2/GA2 +MB2/GB2 +MC2/GC2 = 3( MA1/AA1 + MB1/BB1 +MC1/CC1) = ( Theo c©u a ) A c Qua G kẻ đ- ờng thẳng song song với BC,AC Các đ- ờng thẳng G2 cắt AB lần l- ợt ë G1,G2 DƠ dµng cã AG2 = G1B = AB/3 C2 G AG2 =G2G1 = G1B = AB/3 B2 G1 GC2/GA2 = C2G1/G1B = 3C2G1/AB A2 C B GC2/GB2 =C2G2/G2A = 3G2C2/AB Cộng hai đẳng thức ta đ- ợc: GC2/GA2 + GC2/GB2 = 3(C2G1 + G2C2)/AB = G1G2/AB = Chia hai vế cho GC2 ta đ- ợc: 1/GC2 = 1/GA2 + 1/GB2 ( đpcm) Bài toán 6b: Cho tam giác ABC I điểm tam giác IA, IB, IC theo thứ tự cắt BC, CA, AB M, N, P NP cắt BC R a Chøng minh: IA = NA + PA IM NC PB b Chøng minh r»ng: c Chøng minh r»ng: d Chøng minh r»ng: MB NC PA MC NA PB RB NC PA NA PB RC MB = RB RC MC Giải: =1 ( Định lý Cê va ) =1 ( Định lý Mê nê lauyut ) A E F P Q Qua A kẻ đ- ởng thẳng song song với BC cắt BN E cắt CP F NA = AE Có : BC NC ð PA = AF BC PB AE + AF NA PA + = = BC BC BC NC MB = AE AF MC NC = BC AF NA R N I B M C EF = IA BC IM PA = AE PB BC 23 b Cã: ; ; Nhân bất đẳng thức vế theo vế ta đ- ợc: = = c Kẻ BQ//AC (Q thuéc RN ) Cã: RB BQ ; PA AN ; NC NA = = = CN PB BQ NA RC NA Nhân bất đẳng thức vế theo vế ta đ- ợc: RB PA NC = BQ AN NC PB BQ NA RC NA CN = d Tõ b vµ c dƠ dµng suy đpcm VI hệ thức l-ợng tam giác - định lý pitago Hệ thức l- ợng tam giác th- ờng Bài toán 1a: Chứng minh tam giác bình ph- ơng cạnh đối diện góc nhọn tổng bình ph- ơng hai cạnh trừ hai lần tích hai cạnh với hình chiếu cạnh lại Chứng minh: Giả sử A góc nhọn Gọi AH hình chiếu cạnh AC cạnh AB Cần chøng minh: BC2 = AB2 + AC2 - 2AB.AH - Tam giác vuông CHB có: BC2 = CH2 + HB2 (1) - Tam giác vuông CHA có: CH2 = AC2 - HA2 (2) - Do gãc A nhän nªn H n»m gi÷a AB, cã: HB = AB-HA ð HB = AB2 + HA2 - 2AB.HA (3) Thay (2) vµ (3) vào (1) đ- ợc đpcm A H B C Bài toán 1b: Chứng minh tam giác bình ph- ơng cạnh đối diện góc tù tổng bình ph- ơng hai cạnh cộng hai lần tích hai cạnh với hình chiếu cạnh lại Chứng minh: Hoàn toàn giống toán 1a với ý: H Do góc A tù nên A nằm BH Có A HB = AB + HA ð HB2 = AB2 + HA2 + 2AB.HA B C Bài toán 1c (Định lý ®- êng trung tuyÕn ): Cho tam gi¸c ABC cã AM trung tuyến, AH đ- ờng cao Chứng minh hÖ thøc: AB2 + AC2 = 2AM2 + BC2/2 24 A Chøng minh: Gi¶ sư: AMB < 900 => AMC > 900 Tam gi¸c MAB cã: AB2 = MB2 +MA2 -2BM.MH (1) Tam gi¸c MAC cã: B H M C AC2 = MC2 + MA2 - 2MC.MH (2) Céng (1) vµ (2) víi chó ý MB =MC =BC/2 ta đ- ợc đpcm Bài tập chứng minh đồng quy, vuông góc: Bài toán 2a: a Chứng minh tổng bình ph- ơng khoảng cách từ điểm mặt phẳng đến hai đỉnh đối diện hình chữ nhật b Trên cạnh tam giác ABC phía ng- ời ta dựng hình chữ nhật ABB1A1 ; BCC1B2; CAA2C2 Chứng minh đ- ờng trung trực đoạn A1A2; B1B2; P C1C2 ®ång quy Chøng minh: A B a CÇn chøng minh hƯ thøc: PA2 + PC2 = PB2 + PD2 Gọi O giao điểm AC BD, có: O PO trung tuyến tam gi¸c PAC, PDB C D - Tam gi¸c PDB cã: PD2 + PB2 = 2OP2 + BD2/2 B2 - Tam gi¸c PAC cã: PA2 + PC2 = 2OP2 + AC2/2 B1 2 2 B - Do AC = BD nªn PA + PC = PB + PD C1 b Chứng minh: Gọi P giao điểm hai trung trực đoạn B1B2 A1A2 PB2= PB1 ; PA1 = PA2 P A1 C A A2 C2 - Xét điểm P hình chữ nhật BCC1B2 có: 2 2 2 PC1 = PC + PB2 -PB = PC + PB1 -PB (1) - Xét điểm P hình chữ nhật ACC2A2 có: PC22 = PC2 + PA22 -PA2 = PC2 + PA12 -PA2 (2) Trừ (1) cho (2) đ- ợc: PC12 - PC22 = PB12 + PA2 - PB2 - PA12 = ( Do quan hƯ ®iĨm P víi HCN ABB1A1 ) ð PC1 = PC2 => P thuéc trung trùc cña C1C2 => đpcm 3.Bài tập tính toán: Bài toán 3a: Cho hình vuông có cạnh a Qua tâm hình vuông vẽ đ- ờng thẳng (d) tuỳ ý Chứng minh tổng bình ph- ơng khoảng cách từ bốn đỉnh hình vuông đến đ- ờng thẳng (d) không ®æi B A A1 D1 D C1 O B1 C 25 Dễ dàng chứng minh đ- ợc tam giác AA1O, CC1O, OB1B, OD1D nhau, tam giác OAD vuông cân O Từ có: DD12 + BB12 = 2OA12 AA12 + CC12 = 2AA12 ð DD12 + BB12 +AA12 + CC12 = 2(OA12 +AA12) = 2AO2 = AD2 = a2 =const Bµi tËp 3b: Chøng minh r»ng: Trong hình thang, tổng bình ph- ơng hai đ- ờng chéo tổng bình ph- ơng hai cạnh bên cộng hai lần tích hai cạnh đáy A D E B F C Hạ AE, BF vuông góc với DC (E,F thuộc DC ) áp dụng định lý Pitago cho - Tam giác vuông EAC có: AC2 = AE2 + EC2 =AE2 +EF2 +FC2 +2EF.FC - Tam giác vuông AED có AE2 = AD2 - DE2 Đ- ợc: AC2 = AD2 - DE2 + EF2 +FC2 -2EF.FC (1) - Tam giác vuông BFD có:BD2 = BF2 + FD2 =BF2 +EF2 +DE2 +2EF.DE - Tam giác vuông AED có BF2 = BC2 - FC2 Đ- ợc: BD2 = BC2 - FC2 + EF2 +DE2 -2EF.DE (2) Céng (1) vµ ( 2) đ- ợc: AC2 + BD2 = AD2 +BC2 +2EF2 + 2EF.FC+2EF.DE = AD2 +BC2 +2EF(EF +FC+DE ) =AD2 +BC2 +2EF.DC =AD2 +BC2 +2AB.DC ( đpcm) Bài toán cực trị hình học Bài toán 2a: Cho hai đ- ờng thẳng a,b song song với cách khoảng 2k cho tr- ớc I điểm cách hai đ- ờng thẳng ; Hai cạnh góc vuông có đỉnh I lần l- ợt cắt a A cắt b B Xác định góc vuông ( vị trí tia IA; IB) để tam giác IAB cã diƯn tÝch nhá nhÊt D x A Gi¶i: Có: ID = IC = k Đặt: AD = x CB = y I Cã: C y B = SABCD -(SIAD+ SICB) = (x +y)k - (x+y)k/2 = (x + y)k/2 Xét hai tam giác đồng dạng: IAD BIC ®- ỵc: AD/IC = ID/BC => AD.BC = ID.IC = k2 = const ð x.y = const §Ĩ SIAB nhá nhÊt => x + y nhá nhÊt => x = y => ABCD hình chữ nhật Tính x,y: 26 SIAB Cã x2 +k2 + y2 + k2 = 2x2 + 2k2 = IA2 +IB2 = AB2 = 4k2 ð x2 = k2 => x = k (do x>0) Bµi toán 2b: Cho tam giác ABC vuông A.Xác định điểm M tam giác cho tổng bình ph- ơng khoảng cách từ MAđến ba cạnh tam giác đat giá trị nhỏ E F I B M H G C ME2 + MF2 +MG2 = AM2 + MG2 (AEMF hình chữ nhật ) = AI2 +IM2 + MG2 (AIM vuông I ) AI2 + IH2 ( DÊu ‘=’ x¶y M thuéc AH ) (1) L¹i cã: AI2 + IH2 = AH2 - 2AI.IH Do AH không đổi nên ME2 + MF2 +MG2 nhá nhÊt AI.IH lín nhÊt Vµ cã AI +IH = AH =const nªn AI.IH lín nhÊt lóc AI=IH=AH/2 (2) Kết hợp (1) (2) đ- ợc M trung điểm AH tổng bình ph- ơng khoảng cách từ M đến ba cạnh tam gi¸c nhá nhÊt 27 ... tam gi¸c MKE đ- ợc MKE = 180 0 - (KMD +KED+DME+DEM) DME+DEM = 180 0 - D KMD = ( 180 0 - C - B)/2 KED = ( 180 0 -A-B)/2 Thay vào ta đ- ợc: MKE = 180 0 -(( 180 0-C-B + 180 0-A-B )/2 + 180 0-D) = (3600 -3600 +A+C+2B... EF// AC ) A AO OC O EN = OA G ð FN OC M C H T- ¬ng tù ta cịng cã: B GM = OA GH OC EN ð = GM FN HM 18 ð Đpcm ( Do EF // GH ) theo định lý đảo Bài toán 1b: ( Tổng quát toán 1a/ II) Cho hình chữ nhật

Ngày đăng: 10/12/2020, 12:27

w