Lại nói về tứ giác nội tiếp
- 03/05/2023
- 109 lượt xem
Chúng ta dựa vào đề thi vào lớp 10 chuyên SGD Hà Nội năm 2021
a) Chứng minh 5 điểm $A, N, O, M, F$ cùng nằm trên một đường tròn.
Vì $F$ là điểm chính giữa của cung lớn $BC$ nên $FB=FC$, ngoài ra $\widehat{BFC}=\widehat{BAC}=60^\circ$ nên tam giác $FBC$ là tam giác đều. Mà $O$ là tâm đường tròn ngoại tiếp nên $BO$ là đường trung trực của $FC$. Điểm $M$ nằm trên đường trung trực của $FC$ nên $MF=MC$, nghĩa là tam giác $MFC$ cân tại $M$, Do đó $\widehat{FMA}=2 \widehat{FCM}=\widehat{AOF}$ (góc nội tiếp và góc ở tâm cùng chắn cung).
Vậy tứ giác $AOMF$ nội tiếp. Tứ giác $AMON$ có $\widehat{MAN}+\widehat{MON}= \widehat{MAN}+\widehat{BOC}=60^\circ +120^\circ=180^\circ$ nên cũng là tứ giác nội tiếp. Tóm lại 5 điểm $A, N, O, M, F$ cùng nằm trên một đường tròn, đó là đường tròn ngoại tiếp tam giác $AMO$ . (đpcm) |
b) Chứng minh $AJ$ là tia phân giác của góc $\widehat{BAC}$.
Chứng minh tương tự như trên tam giác $NBC$ cân tại $N$. Suy ra $\widehat{NFB}=\widehat{NBF}$, $\widehat{NBF}=\widehat{MCF}$ (cùng chắn cung $AF$), $\widehat{MCF}=\widehat{MFC}$ (chứng minh trên). Từ đó suy ra $\widehat{PFB}=\widehat{QFC} ⇒ \text{cung}\ BP =\text{cung}\ QC$.
$\widehat{CJQ}=\dfrac{\text{sđ cung}\ BP +\text{sđ cung}\ CQ}{2}=\text{sđ cung}\ CQ $ $\widehat{CJQ}=\widehat{COQ}$ (số đo của góc ở tâm bằng số đo của cung bị chắn.) $\widehat{COQ}=2 \widehat{CFQ}$ (góc nội tiếp và góc ở tâm cùng chắn cung) $2\widehat{CFQ}=\widehat{CMQ}$. Tóm lại $\widehat{CJQ}=\widehat{COQ}=\widehat{CMQ}$ suy ra 5 điểm $M, O, J, Q, C$ cùng nằm trên một đường tròn , đó là đường tròn ngoại tiếp tam giác $COQ$.
Xét đường tròn ngoại tiếp tam giác $AMO$, hai cát tuyến $BMA$ và $BOM$ cho ta $BN.BA=BO.BM$ (do hai tam giác $BNO$ và $BMA$ đồng dạng ).
Xét đường tròn ngoại tiếp tam giác $COQ$, hai cát tuyến $BJC$ và $BOM$ cho ta $BJ.BC=BO.BM$ (do hai tam giác $BOQ$ và $BCM$ đồng dạng).
Vậy $BN.BA=BJ.BC$, suy ra tứ giác $ANJC$ nội tiếp. Do đó $\widehat{NAJ}=\widehat{NCJ}=30^\circ$, suy ra $AJ$ là tia phân giác của góc $BAC$. |
Nhận xét: Khi ta có $BN.BA=BJ.BC$ ta suy ra hai tam giác $BNJ$ và $BCA$ đồng dạng, suy ra $\widehat{BNJ}=\widehat{BCA}$, đây là lý do tứ giác nội tiếp. |