Đề bài
Cho nửa đường tròn \((O)\) đường kính \(AB.\) Trên nửa mặt phẳng bờ \(AB\) chứa nửa đường tròn, vẽ các tia tiếp tuyến \(Ax\) và \(By\) với nửa đường tròn. Gọi \(M\) là điểm thuộc nửa đường tròn, \(D\) là giao điểm của \(AM\) và \(By,\) \(C\) là giao điểm của \(BM\) và \(Ax,\) \(E\) là trung điểm của BD. Chứng minh rằng:
\(a)\) \(AC.BD = AB^2;\)
\(b)\) \(ME\) là tiếp tuyến của nửa đường tròn.
Phương pháp giải - Xem chi tiết
\(a)\) Sử dụng định lí về hai tam giác đồng dạng để thiết lập tỉ số giữa các cạnh, từ đó chứng minh được biểu thức đề bài đưa ra.
\(b)\) Theo tính chất của tiếp tuyến, ta phải chứng minh được \(ME ⊥ OM\) tại \(M.\)
Sử dụng tính chất đường trung tuyến ứng với cạnh huyền trong tam giác vuông, ta tìm các góc bằng nhau, thiết lập mối liên hệ giữa chúng.
Lời giải chi tiết
\(a)\) \(\widehat {{B_1}} = \widehat {{D_1}}\) ( cùng phụ với \(\widehat {{A_1}}\)).
Xét \(∆ABC\) và \(∆BDA\) có:
\(\widehat {{B_1}} = \widehat {{D_1}}\)
\(\widehat A = \widehat B = 90^\circ \)
\(∆ABC\) đồng dạng với \(∆BDA \;\;(g.g)\) suy ra:
\(\displaystyle{{AB} \over {BD}} = {{AC} \over {AB}}\), do đó \(AC . BD = AB^2\)
\(b)\) Áp dụng định lí trong tam giác vuông đường trung tuyến ứng với canh huyền thì bằng nửa cạnh huyền.
Ta có trong \(∆MBD\) có \(ED = EM = EB\)
\(∆EBM\) cân nên \(\widehat {{M_2}} = \widehat {{B_2}}\)\((1)\)
\(∆MOB\) cân tại \(O\) nên \(\widehat {{M_1}} = \widehat {{B_1}}\) \((2)\)
Từ \((1)\) và \((2)\) suy ra
\(\widehat {{M_1}} + \widehat {{M_2}}\) = \(\widehat {{B_1}} + \widehat {{B_2}}\) = \(90^\circ \),
tức là \(ME ⊥ OM\) tại \(M.\)
Vậy \(ME\) là tiếp tuyến của nửa đường tròn.