Question

[Kim Khánh Linh]

Cho nửa đường tròn $(O ; R)$ đường kính $A B$ và điểm $M$ thuộc nửa đường tròn đó ($M$ khác $A,B$). Trên dây $B M$ lấy điểm $N$ ($N$ khác $B$ và $M$), tia $A N$ cắt nửa đường tròn $(O)$ tại điểm thứ hai là $P$. Tia $A M$ và tia $B P$ cắt nhau tại $Q$.

1) Chứng minh : Bốn điểm $M, N$, $P$, $Q$ cùng thuộc một đường tròn.

2) Chứng minh : $\Delta M A B$ và $\Delta M N Q$ đồng dạng.

3) Chứng minh $M O$ là tiếp tuyến của đường tròn ngoại tiếp tam giác $M N Q$.

4) Dựng hình bình hành $A N B C$. Chứng minh $Q B=Q C. \sin \widehat{Q P M}$.

Answer 1

[Nguyễn Anh Tuấn]

Q C O I 1) Xét nửa đường tròn ( O ; R ) ta có: ˆ A M B = 90 ∘ (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn) ⇒ ˆ B M Q = 90 ∘ hay ˆ N M Q = 90 ∘ ˆ A P D = 90 ∘ (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn) ⇒ ˆ A P Q = 90 ∘ hay ˆ N P Q = 90 ∘ Xét tứ giác M N P Q ta có: ˆ N M Q = 90 ∘ ; ˆ N P Q = 90 ∘ ⇒ ˆ N M Q + ˆ N P Q = 90 ∘ + 90 ∘ = 180 ∘ Mà ˆ N M Q ; ˆ N P Q là hai góc ở vị trí đối nhau Suy ra, tứ giác M N P Q nội tiếp đường tròn Vậy, 4 điểm M , N , P , Q cùng thuộc một đường tròn. 2) Xét tứ giác M N P Q nội tiếp đường tròn ta có: ˆ M Q N = ˆ N P M ( góc nội tiếp cùng chắn cung M N ) Hay ˆ M Q N = ˆ A P M Mà ˆ A P M = ˆ A B M (Góc nội tiếp cùng chắn cung A M trong ( O ) ) ⇒ ˆ M Q N = ˆ A B M Xét tam giác Δ M A B và Δ M N Q ta có: ˆ A B M = ˆ N M Q = 90 ∘ ˆ M Q N = ˆ A B M ( cmt ) ⇒ Δ M A B ∼ Δ M N Q (g.g) 3) Gọi I là trung điểm của Q N Xét Δ M N Q vuông tại M ⇒ N I = I Q = 1 2 Q N Suy ra, I là tâm đường tròn ngoại tiếp Δ M N Q Xét ( O ) , ta có: O M = O B = R ⇒ Δ M O B cân tại O ⇒ ˆ O M B = ˆ O B M Xét ( I ) , ta có: M I = I N ⇒ Δ M I N cân tại I ⇒ ˆ I M N = ˆ I N M ˆ I M O = ˆ I M N + ˆ N M O = ˆ I M N + ˆ M B O = ˆ I M N + ˆ M B A = ˆ I N M + ˆ M Q N = 90 ∘ Hay M I ⊥ M O Vậy M O là tiếp tuyến của đường tròn ngoại tiếp tam giác M N Q tại M . 4) Vì tứ giác A N B C là hình bình hành nên A N / / B C mà A N ⊥ B Q ⇒ C B ⊥ B Q hay ˆ C B Q = 90 ∘ A C / / B N mà B N ⊥ A Q ⇒ A C ⊥ A Q hay ˆ C A Q = 90 ∘ Xét tứ giác A Q B C ta có : ˆ C B Q + ˆ C A Q = 90 ∘ + 90 ∘ = 180 ∘ Mà ˆ C B Q ; ˆ C A Q ở hai vị trí đối nhau Suy ra, tứ giác A Q B C nội tiếp một đường tròn ⇒ ˆ Q C B = ˆ Q A B (góc nội tiếp cùng chắn cung Q B ) Mà ˆ Q A B = ˆ M N Q = ˆ Q P M ⇒ ˆ Q P M = ˆ Q C B Xét tam giác Q C B vuông tại B ta có: sin ˆ Q C B = Q B Q C (tỉ số lượng giác của góc nhọn) ⇒ Q B = Q C . sin ˆ Q C B = Q C . sin ˆ Q P M (đpcm)