Bài 3 trang 175 Tài liệu dạy – học Toán 7 tập 1

Đề bài

Cho tam giác ABC nhọn. Về phía ngoài tam giác ABC vẽ tam giác BAD vuông cân tại A, tam giác CAE vuông cân tại A. Chung minh rằng :

a) DC = BE.

b) \(DC \bot BE.\)

c) \(B{D^2} + C{E^2} = B{C^2} + D{E^2}.\)

Lời giải chi tiết

a)Ta có: \(\eqalign{  & \widehat {BAE} = \widehat {CAE} + \widehat {BAC} = {90^0} + \widehat {BAC}  \cr  & \widehat {DAC} = \widehat {DAB} + \widehat {BAC} = {90^0} + \widehat {BAC} \cr} \)

Nên \(\widehat {BAE} = \widehat {DAC}\)

Xét hai tam giác ADC và ABE có:

AD = AB (tam giác BAD vuông cân tại A)

\(\widehat {DAC} = \widehat {BAE},AC = AE(\Delta CAE\)  vuông cân tại A)

Do đó: \(\Delta ADC = \Delta ABE(c.g.c) \Rightarrow CD = BE.\)

b) Gọi M, N lần lượt là giao điểm của BE với CD, AC.

Ta có: \(\widehat {ANE} + \widehat {AEN} = {90^0}(\Delta ANE\)  vuông tại A).

Mà \(\widehat {ANE} = \widehat {MNC}\)   (đối đỉnh), \(\widehat {AEN} = \widehat {MCN}(\Delta ADC = \Delta ABE)\)

Suy ra \(\widehat {MNC} + \widehat {MCN} = \widehat {ANE} + \widehat {AEN} = {90^0}.\)

Tam giác CMN có: \(\widehat {NMC} + \widehat {MNC} + \widehat {MCN} = {180^0}\)

Do đó: \(\widehat {NMC} = {180^0} - {90^0} = {90^0}.\)   Vậy \(CD \bot BE.\)

Tam giác MBD vuông tại M \(\Rightarrow B{D^2} = M{B^2} + M{D^2}\)   (định lí Pythagore)

Tam giác MCE vuông tại M \(\Rightarrow C{E^2} = M{C^2} + M{E^2}\)   (định lí Pythagore)

Do đó: \(B{D^2} + C{E^2} = M{B^2} + M{D^2} + M{C^2} + M{E^2}(1)\)

Tam giác MBC vuông tại M \(\Rightarrow B{C^2} = M{B^2} + M{C^2}\)   (định lí Pythagore)

Tam giác MDE vuông tại M \(\Rightarrow D{E^2} = M{D^2} + M{E^2}\)   (định lí Pythagore)

Do đó: \(B{C^2} + D{E^2} = M{B^2} + M{C^2} + M{D^2} + M{E^2}(2)\)

Tà (1) và (2) ta có: \(B{D^2} + C{E^2} = B{C^2} + D{E^2}\)