1. Trang chủ
  2. » Cao đẳng - Đại học

Chuyên đề: Tứ giác điều hòa

14 958 6

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 14
Dung lượng 415,09 KB

Nội dung

Điều này tương đương với phân giác ABC [ và \ ADC cắt nhau trên AC.... HI là đường đối trung của 4 HBC..[r]

(1)

Nguyễn Hồng Phi - Khóa 34 THPT chuyên Hùng Vương - Phú Thọ Ngày 16 tháng năm 2018

1 Định nghĩa số tính chất 1.1 Định nghĩa:

Tứ giác nội tiếpABCD gọi tứ giác điều hòa tồn điểmM thuộc đường tròn ngoại tiếp tứ giác cho M(ACBD) =−1, tức là(ACBD) =−1

1.2 Một số tính chất tứ giác điều hòa Cho tứ giác điều hịa ABCD nội tiếp(O) Khi ta có tính chất sau:

a, Với điểm M nằm (O)thì ta ln có M(ABCD) =−1

b, AB

AD = CB

CD ⇔AB.CD=CB.AD

c,Tiếp tuyến A C (O)và BD đồng quy đơi song song

d,Gọi {I}=AC∩BD Khi ta có: IA IC = BA BC = DA DC

e,Tiếp tuyến A, C BD đồng quy tạiP Khi (P IBD) = −1

f,Phân giác ABC[ ADC\cắt AC

(2)

2 Một số ví dụ tứ giác điều hòa

Cho tứ giác ABCD nội tiếp (O), AB∩CD = {P}; AD∩BC = {Q}; AC ∩BD = {M} Chứng minh O trực tâm 4M P Q

(Định lý Brocard) Ví dụ

Qua Q kẻ hai tiếp tuyếnQE, QF với (O).EF cắt AD BC I, K

Khi ta có tứ giác AEDF BECF tứ giác điều hòa ⇔(QIAD) = (QKBC) = −1

⇒DC, AB, IK AC, BD, IK đồng quy Mà OQ⊥EF ⇔P M ⊥OQ Chứng minh tương tự ta có:QM ⊥OP Suy M trực tâm 4P OQ

Bài tập đề xuất(Sử dụng định lý Brocard): Cho tam giác ABC nội tiếp(O)có phân giác AD

(ACD)∩AB={A, E};(ABD)∩AC ={A, F} Chứng minh: DO ⊥EF

(3)

Cho tứ giác ABCD tứ giác điều hòa Gọi M trung điểm BD Đường thẳng qua C song song với AD cắt AM P Chứng minh 4P CD cân

Ví dụ

Lời giải

Cách 1(Nguyễn Hoàng Phi): Gọi N giao tiếp tuyến A, C BD Ta có: AC đường đối trung 4BAD ⇒CP A[ =DAM\ =BAC[ =N DC.(1)\

Mặt khác ta có: \ACN =\ADC =\DCP ⇒ 4ACP ∼ 4N CD(g.g)⇒ 4DCP ∼ 4N CA(c.g.c)

(4)

Cách 2(Nguyễn Đăng Khoa):

Ta có: CP A[ =M DC\(1) ⇒M CP D nội tiếp

Suy ra: \CP D =BM C\ =ADC\=\DCP ⇒DC =DP Từ ta có đpcm

Cho 4ABC có đường caoAH.E trung điểmAH Đường trịn(I) tiếp xúc vớiBC D DE∩(I) = {D, F} Chứng minh F D phân giác \BF C

(Tài liệu chun tốn hình 10) Ví dụ

Gọi M, N tiếp điểm (I) AB AC AD∩(I) = {D, P} Kẻ đường kính DQ (I)

Vì DQ k AH; AE = EH ⇒ D(HAEQ) = −1 ⇔D(DP F Q) = −1⇒ tứ giác DF P Q tứ giác điều hòa (1)

Mặt khác ta có tứ giácDM P N tứ giác điều hòa (2)

Từ (1) (2) ta có: QF, M N tiếp tuyến P, D đồng quy tạiL Áp dụng Menelaus ta có: LB

LC = M B

N C = BD

(5)

Trong mặt phẳng cho hai đường tròn (w1); (w2) cắt A B Một tiếp tuyến chung

ngồi hai đường trịn tiếp xúc với (w1) P (w2) Q Các tiếp tuyến (AP T)

ở P, T cắt S Gọi H điểm đối xứng B qua P T Chứng minh: A, H, S thẳng hàng

(Vietnam TST 2001) Ví dụ

Gọi C =AB∩P T Ta có:BP T[ =BAP[;BT P[ =BAT[ ⇒P AT[ = 180◦−P BT[ = 180◦−\P HT

⇒H ∈(AP T) Mặt khác ta có: 4CBP ∼ 4CP A 4CBT ∼ 4CT A Suy ra: P C2 =CB.CA=CT2 ⇒CP =CT P B

AP = BC P C =

BC CT =

BT AT ⇔

AP P H =

(6)

Cho tứ giác ABCD tứ giác nội tiếp Gọi P, Q, R chân đường vng góc kẻ từDxuốngBC, CA, AB Chứng minh rằngP Q=QR phân giácABC[ =\ADC cắt AC

(IMO 2003) Ví dụ

Ta có: P, Q, R thẳng hàng (đường thẳng Simson)

Ta có hai cặp tam giác: 4DQP ∼ 4DAB 4DQR∼ 4DCB Suy ra: QR=QP ⇔ QR

QD = QP QD ⇔

BC CD =

AB

(7)

Cho tam giác ABC nội tiếp (O)có đường cao AD, BE, CF đồng quy tạiH HI đường đối trung 4HBC KẻAK ⊥ HI Tia AH cắt (O) L, tiaM H cắt (O) P Chứng minh:

a, Tứ giác P BLC tứ giác điều hòa

b, (M IK)tiếp xúc (O)

(Đề thi đội tuyển tỉnh Bắc Ninh) Ví dụ

a, Ta dễ có: P, F, H, E, K, A đồng viên L đối xứng với H qua BC Từ ta có: 4HM B ∼ 4BM P 4M HC ∼ 4M CP(g.g)

Làm tương tự ví dụ ta có tứ giác P BLC tứ giác điều hòa

b, Tiếp tuyến P, L (O)và BC đồng quy T Ta có: HP.HM =HA.HD =HI.HK ⇒P ∈(M IK)

Ta lại có: T H2 =T L2 =T B.T C ⇒\T HB =HCB Mà\ BHI[ =M HC\ ⇒T HI[ =T M H\

Suy T P2 =T H2 =T I.T M ⇒T P là tiếp tuyến của(M IP K) Suy ra (M IK) và (O) tiếp xúc

(8)

Cho đường trịn(O)có đường kínhAB.C ∈(O)thỏa mãn90◦ <AOC <[ 180◦ LấyK ∈OC Từ A kẻ hai tiếp tuyếnAD, AE tới (K, KC) Chứng minh rằng: DE, AC, BK đồng quy

(Đề thi chọn đội tuyển VMO Hà nội 2015-2016) Ví dụ

Gọi L, T giao điểm củaAC với DE (O) Gọi J =IK∩T C

Từ ta có tứ giác T DCE tứ giác điều hòa Suy tiếp tuyến T, C (K, KC) DE đồng quy tạiI

Ta có: IL⊥AK;AL⊥IK ⇒KL vng góc với AI Q

Khi ta có:IQ.IA =IJ.IK =IC2 MàIC tiếp tuyến của(O)nênQ∈(O)⇒BQ⊥AI Suy điều phải chứng minh

Cho đường tròn (O;R) dây cung BC 6= 2R Lấy A thuộc cung lớn BC D, K, J trung điểm BC, CA, AB E, M, N chân đường cao hạ từ A, B, C xuống BC, DJ, DK Chứng minh tiếp tuyến M, N (EM N)cắt điểm T cố định

(9)

Kẻ đường cao BU lấy H trực tâm 4ABC T D, T E cắt (O)tại điểm thứ X, S

Ta có: H, M, N, D, E đồng viên nên tứ giác M DN X tứ giác điều hòa

⇒ H(M N XD) = −1⇒ H(BCXD) = −1⇒ HX k BC (do BD =CD) Suy T thuộc trung trực BC

Mặt khác ta có: D(M EN S) = −1mà DN kAB⇒A, S, D thẳng hàng Ta dễ có: S∈(AP HU)⇒DS.DA=DU2 =DC2 AH.AE =AS.AD Theo định lý Thales ta có: T D

AE = DS AS =

DS AH.AE

AD

⇒T D = DS.AD

AH = DC2

2OD(không đổi) Vậy T cố định hay ta có đpcm

Cho 4ABC cân A, đường tròn (O) tiếp xúc AB, AC cắt BC hai điểm phân biệt K, L AK cắt (O) M Gọi P, Q điểm đối xứng K qua B, C Chứng minh M, O tâm (M P Q) thẳng hàng

(10)

Gọi D, E điểm tiếp xúc (O) với AB, AC Kéo dài M D cắt BC P0

Ta có: D(DEM K) = −1mà DE kBC ⇒BP0 =BK ⇒P ≡P0 Suy M, D, P thẳng hàng Tương tự ta có: M, E, Qthẳng hàng

Xét VMK : D→P;E →Q⇒(M DE)→(M P Q) Từ ta có đpcm

Cho tam giác ABC có đường trịn nội tiếp (I) tiếp xúc với cạnh BC, CA, AB D, E, F Lấy M, N thuộc E, F cho BN kAD k CN DM, DN cắt (I) điểm thứ P Q Chứng minh rằng: BP, CQ, AD đồng quy

(11)

Gọi S =EF ∩BC.AD cắt EF, P Q T, R AD∩(I) ={D, G} Ta dễ có: DGlà tiếp tuyến (I) doDF GE tứ giác điều hịa

Ta có: (SDBC) =−1⇒(ST N M) = −1⇒D(ST N M) =−1⇒D(DGQP) = −1

⇒DQGP tứ giác điều hòa nên P Qđi qua S

Suy ra: (SRQP) = (SDBC) = −1⇒QC, BP, RD đồng quy

Cho (O1) (O2) cắt A, B Tiếp tuyến A, B (O1) cắt K Lấy

M ∈(O1).M A∩(O2) ={P, A};M K∩(O1) = {C, M};CA∩(O2) ={A, Q} GọiH trung

điểm P Q Chứng minh rằng:

a, M, H, C thẳng hàng

b, Giao điểm tiếp tuyến P, Qcủa (O2)thuộc đường thẳng cố định M di động

(12)

a, Ta có: 4BCQ∼ 4BM P(g.g)⇒ BC

M B = CQ M P Mặt khác tứ giác ACBM tứ giác điều hòa nên CQ

M P = AC

AM Áp dụng định lýMenelaus ta có điều phải chứng minh

b, Kéo dài AK cắt (O2)tại N

Ta có: 4BQN ∼ 4BCA 4BN P ∼ 4BAM →P N QB tứ giác điều hòa Suy giao điểm hai tiếp tuyến P, Qcủa (O2)thuộc đường thẳng BN cố định

Cho 4ABC điểm P nằm tam giác Lấy D, E điểm đối xứng với P qua AC, AB I, K hình chiếu P AC AB (ADE) cắt đường tròn đường kính AP X Chứng minh tứ giác P IXK tứ giác điều hòa

(13)

Cách 1(Nguyễn Đăng Khoa):Kẻ tia Xx tia đối tiaXS

Ta có: AP = AS = AT ⇒ AXx[ = AT S[ = AST[ = \AXT Mà AX ⊥ XP ⇒ XP phân giác

[

SXT

Mặt khác: SXT[ =SAT[ = 2BAC[ ⇒KXI[ =P XT\=BAC[

⇒ 4XKP ∼ 4XIT(g.g)⇒ XK

KP = XI

IT = XI

IP ⇒XIP K tứ giác điều hòa

(14)

KP cắt AC Q, IP cắt AB R AP ∩QR=T

Ta có: AQS[ =AT S[ = 90◦−BAC[ ⇒Q∈(AST) Chứng minh tương tự ta có: R ∈(AST) Theo định lý trục đẳng phương ta có: AX, IK, QR đồng quy tạiL

Mặt khác ta có: (LT RQ) =−1⇒A(LT RQ) =−1⇒A(XP KI) = −1

⇒XKP I tứ giác điều hòa

3 Bài tập rèn luyện

Bài Cho tam giácABC ngoại tiếp(I) Đường tròn(I)tiếp xúc vớiBC tạiD QuaDkẻ đường vng góc với AD cắt BI, CI E, F Chứng minh: DE =DF

(Nguyễn Minh Hà)

Bài Cho tam giác ABC không cân, nội tiếp đường tròn (O), M trung điểm BC Các điểmN, P thuộc đoạn BC choN đối xứng vớiP qua M Các đường thẳng AM, AN, AP theo thứ tự cắt (O)tại X, Y, Z Chứng minh rằng: BC, Y Z tiếp tuyến X (O) đồng quy

Bài Đường tròn nội tiếp(I)của tam giácABC theo thứ tự tiếp xúc với BC, CAtại D, E.AD cắt lại (I)tại P Giả sử BP C\= 90◦ Chứng minh rằng: EA+AP =P D

Bài Cho tam giácABC, Dlà trung điểm cạnhBC vàE, Z hình chiếu Dtrên AB, AC Gọi T giao điểm tiếp tuyến E, Z đường trịn đường kính AD

Chứng minh rằng: T B =T C

Ngày đăng: 08/02/2021, 07:24

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w