Question

[Lê Công Hiếu]

Cho tam giác ABC nội tiếp trong đường tròn tâm O đường kính AB. Trên cung nhỏ BC của đường tròn (O) lấy điểm D (D không trùng với B và C). Gọi H là chân đường vuông góc kẻ từ C đến AB (H thuộc AB) và E là giao điểm của CH với AD.

a) Chứng minh: BDEH là tứ giác nội tiếp.

b) Chứng minh: AB² = AE.AD + BH.BA

c) Đường thẳng qua E song song với AB, cắt BC tại F. Chứng minh: góc CDF = 90^o và đường tròn ngoại tiếp tam giác OBD đi qua trung điểm của đoạn CF.

Answer 1

[Cô Hoàng Huyền]

a) Do D thuộc đường tròn tâm O nên \(\widehat{ADB}=90^o\).

Xét tứ giác BDEH, có \(\widehat{EDB}=\widehat{EHB}=90^o\) nên BDEH là tứ giác nội tiếp.

b) Ta thấy ngay \(\Delta AEH\sim\Delta ABD\left(g-g\right)\)

\(\Rightarrow\frac{AE}{AB}=\frac{AH}{AD}\Rightarrow AE.AD=AB.AH\)

Suy ra \(AE.AD+BH.BA=AH.BA+BH.BA=BA\left(AH+BH\right)=AB^2\) (đpcm)

c)

+) Do EF//AB nên \(\widehat{CEF}=\widehat{CHB}=90^o\) và  \(\widehat{CFE}=\widehat{CBH}\) (Hai góc đồng vị)

Mà \(\widehat{CBH}=\widehat{CDE}\) (Hai góc nội tiếp cùng chắn cung AC)

Vậy \(\widehat{CFE}=\widehat{CDE}\) hay tứ giác CDFE nội tiếp.

Thế thì \(\widehat{CDF}=180^o-\widehat{CEF}=90^o\).

+) Do \(\widehat{CDF}=90^o\Rightarrow\) \(\widehat{EDC}=\widehat{FDB}\) (Cùng phụ với góc EDF)

Vậy nên \(\widehat{ABC}=\widehat{FDB}\)

Gọi I là trung điểm CF, ta có IF = ID nên \(\widehat{IDF}=\widehat{IFD}\)

Lại có \(\widehat{IFD}=\widehat{FDB}+\widehat{FBD}\) nên \(\widehat{IFD}=\widehat{ABC}+\widehat{FBD}=\widehat{OBD}\)

Mà tam giác OND cân tại O nên \(\widehat{OBD}=\widehat{ODB}\)

Từ đó ta có: \(\widehat{IDF}=\widehat{ODB}\)

Hay \(\widehat{IDO}+\widehat{ODF}=\widehat{ODF}+\widehat{FDB}\Rightarrow\widehat{IDO}=\widehat{FDB}.\)

Mà \(\widehat{FDB}=\widehat{IBO}\) nên \(\widehat{IDO}=\widehat{IBO}\)

Thế thì tứ giác IDBO nội tiếp hay đường tròn ngoài tiếp tam giác OBD đi qua trung điểm I của đoạn CF.