Tải bản đầy đủ (.pdf) (16 trang)

Chứng Minh 3 Điểm Thẳng Hàng Phương Pháp Thêm Điểm

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.37 MB, 16 trang )

CHỨNG MINH 3 ĐIỂM THẲNG HÀNG

PHƯƠNG PHÁP THÊM ĐIỂM
Nội dung phương pháp : Khi chứng minh 3 điểm A,B,C thẳng hàng , khi đã biết 
mối quan hệ nào đó của C,D,E . Ví dụ như C là trung điểm của DE chẳng hạn , ta 
sẽ thêm một điểm C’ là giao của AB với một đường DE  đã chứa điểm C . Ta sẽ 
tìm cách chứng minh C’ cũng là trung điểm của DE , tức là C’ trùng với C. Đó là 
điều phải chứng minh , phương pháp thêm điểm là như vậy . Dưới đây là hình 
minh họa và các ví dụ để các em tiện theo dõi nhé .   

 
BÀI TOÁN MINH HỌA :
Bài 1:
Cho tam giác ABC, về phía tam giác ABC vẽ tam giác ABD vuông cân tại A. 
Vẽ AH vuông góc với BC tại H. Gọi M là trung điểm của đoạn thẳng DE. Chứng minh rằng ba 
điểm M,A,H thẳng hàng. 
Lời giải:

 
Thầy Quang Baby – Thayquang.edu.vn

Page 1


Vẽ   EK  AH  tại K,  DN  AH  tại N, AH cắt DE tại M 

  900 )  và tam giac NDA  ( DNA
  900 ) có: 
Xét tam giác HAB  ( AHB
AB = AD ( tam giác ABC vuông cân tại A) 
  NDA


  ( cùng với góc DAN) 
BAH
Do đó   HAB  NDA ( cạnh huyền – góc nhọn) 
Tương tự   KAE  HCA  ( cạnh huyền – góc nhọn)   KE  AH  
Ta có DN = KE = AH 
KE  AH , DN  AH  KE // DN 

/  KEM
/ , DN  KE , DNM
/  EKM
/  
Xét tam giác  M / DN  và tam giác  M / EK  có :  NDM

Do đó  M / DN M / EK ( g.c.g )  M / D  M / E  
M là trung điểm của DE nên M/ = M 
Vậy ba điểm M,A,H thẳng hàng. 
Bài 2:
Cho tam giác ABC,đường thẳng d song song với BC cắt các cạnh AB, AC lần lượt ở D, E. 
Trên các đoạn thẳng BC, DE lần lượt lấy các điểm M, N sao cho BC = 3BM, DE = 3DN.  
Chứng minh rằng ba điểm A, M, N thẳng hàng. 
Lời giải:

 
Gọi N/  là giao điểm của AM và DE 
Thầy Quang Baby – Thayquang.edu.vn

Page 2


Xét tam giác ABC có DE // BC (gt)  


Xét tam giác ABM có DN/ // BC  

DE AD

 
BC AB

DN / AD

 
BM
AB

Do đó: 

DE DN
DE DN /


, mà BC = 3BM (gt), DE = 3 DN (gt)  
 
BC BM
BC BM

Nên có 

DN / DN

 N  N/  

BM
BM

Vậy ba điểm A, M, N thẳng hàng. 

Bài 3:
Cho hai đường tròn (O;R) và (O/;R) tiếp xúc ngoài nhau tại A.  BC, DE là các tiếp tuyến chung 
ngoài của hai đường tròn (O) và (O/) (B, D   (O) ;  E  (O / )) . Gọi M, N lần lượt là trung điểm 
của BC và DE.  
Chứng minh rằng ba điểm M, A, N thẳng hàng. 
Lời giải:

Gọi  M / , N /  lần lượt là giao điểm của tiếp tuyến chung trong tại A của hai đường tròn (O) và (O/) 
với BC, DE. 

Thầy Quang Baby – Thayquang.edu.vn

Page 3


Ta có  M / C  M / A, M / A  M / B  ( Tính chất của hai tiếp tuyến cắt nhau ) 
 M /C  M / B  

Do đó  M /  M . Tương tự  N /  N  
Vậy ba điểm M, A, N thẳng hàng. 
Bài 4:
Cho điểm A ở ngoài đường tròn (O), vẽ các tiếp tuyến AB, AC và cát tuyến AEF (E nằm giữa A 

 ). Vẽ đường thẳng qua E vuông s BC góc với OB cắt BC tại M, BF tại N. 
và F,  B

AF  FAC
Gọi I là trung điểm của AB. Chứng minh rằng ba điểm F, M, I thẳng hàng. 
Lời giải:

Vẽ  OK  EF  tại K => K là trung điểm của EF. 

ABO  
AKO  
ACO  900  
 A, B, K , C , O  cùng thuộc một đường tròn. 

  MCK
 
 BAK

  MEK
 
Mà  AB  OB, EN  OB  AB / / EN  BAK
  MEK
 ( BAK
)  
Ta có  MCK
  tứ giác EMKC nội tiếp 
  EKM
 
 ECM
  EFB
 , nên  EKM
  EFB
  MK // BN 

Mà  ECM
Tam giác EFN có KM // NF, EK = KF  => EM = MN 
Thầy Quang Baby – Thayquang.edu.vn

Page 4


Gọi I/ là giao điểm của FM và AB 
EM MN  FM 
/
/
/
 / 
  AI  I B . Vậy I = I  
AI /
I B  FI / 

Do đó: F, M, I thẳng hàng. 
Bài 5:
Cho tam giác nhọn ABC ( AB < AC) nội tiếp đường tròn (O), các đường cao BD, CE. Gọi M là 
giao điểm của các tiếp tuyến vẽ từ B, từ C của đường tròn (O), N là trung điểm của đoạn thẳng 
DE. 
Chứng minh rằng A, M, N thẳng hàng. 
Lời giải:

Qua M vẽ đường thẳng song song với DE cắt AB, AC lần lượt ở K, S. 
  BDC
  900  
Gọi  Cx  là tia đối của tia CM. Ta có  BEC
 Tứ giác BEDC nội tiếp 



ADE  
ABC , 
AED  
ACB  
, 
  ( đồng vị và DE // KS) 
ADE  MSC
AED  BKM
Mà  
Ta có  
ACx  
ABC ( hệ quả góc tạo bởi tia tiếp tuyến và dây cung) 

Thầy Quang Baby – Thayquang.edu.vn

Page 5



  ( đối đỉnh ) 
ACx  MCS
  MSC
 
Do đó  MCS
MCS  cân tại M 

 MC = MS 
Tương tự MB = MK 

Mà MB = MC ( MB, MC là tiếp tuyến của đường tròn (O)) 
Do đó MK = MS 
Gọi M/ là giao điểm của AN và KS 
 AKM /  có EN // KM/  

EN
AN

 
/
KM
AM /

  AM / S  có ND // M/S  

ND
AN

 
/
SM
AM /

Nên 

EN
ND  AN 


 

/
KM
SM /  AM / 

Mà EN = ND, do đó KM/ = SM/. Ta có M/ = M 
Vậy A, M, N thẳng hàng. 
Bài 6:
Cho  tam  giác  nhọn  ABC  nọi  tiếp  đường  tròn  (O;R).  AD,  BE  là  các  đường  cao  của  tam  giác 
ABC. Các tiếp tuyến tại A, B của (O) ắt nhau ở M, N là trung điểm của DE. 
Chứng minh rằng ba điểm M, N, C thẳng hàng. 
Lời giải:

Thầy Quang Baby – Thayquang.edu.vn

Page 6


Qua M vẽ đương thẳng song song với DE cắt BC, AC lần lượt ở K, I. 
Gọi Bx là tia đối của tia BM 

AEB  
ADB  900  
  Tứ giác ABDE nội tiếp 
  BAE
 
 CDE
  BKM
 (KI //AB) 
CDE


  CBx
 , CBx
  MBK
 
BAC

  MBK
 
Do đó  BKM
MKB  cân tại M  => MB = MK 

Tương tự MA = MI mà MA = MB 
Do vậy MI = MK  (1) 
Gọi N/ là giao điểm của CM và DE 
Tam giác CMI có N/E // MI  

N / E CN /

  (2) 
MI
CM

Tam giác CKM có N/D // KM  

N / D CN /

  (3) 
MK
CM


Từ (1), (2), (3) có N/ E // N/D  
Do đó N/ = N 
Vậy ba điểm M, N, C thẳng hàng. 
Bài 7:
Cho đường tròn (O;R) , A là điểm nằm trên đường tròn (O), H là điểm ở bên trong đường tròn 
(O)  sao  cho  AH  =  R 2 .  Đường  thẳng  vuông  góc  với  AH  tại  H  cắt  đường  tròn  (O)  tại  B,  C. 
Đường tròn đường kính AH cắt AB, AC lần lượt ở D, E ( khác A). 
Chứng minh rằng D, E, O thẳng hàng. 
Lời giải:

Thầy Quang Baby – Thayquang.edu.vn

Page 7


Xét đường tròn đường kính AH có  
AEH  900 , 
ADE  
AHE  


Mà  
AHE  C  ( cung phụ với góc EHC) do đó  
ADE  C  
 1
AOB  và OA = OB (= R) 
Mặt khác  C  
2

  tam giác OAB cân tại O 

1
 DAO
AOB  900  
2


Nên   DAO
ADE  900  AO  DE    (1) 
Vẽ  AK  DE  tại K 
Xét tam giác AED và tam giác ABC có: 

  ( chung ),  
ADE  
ACB  
EAD
Do đó   EAD  ABC ( g.g )  
Bán kính đường tròn (AED) là 

R 2
 
2

Bán kính đường tròn (ABC) là R. 
Nên ta có 

AK 2
 . Mà  AH  R 2( gt )  AK  R    (2) 
AH R

Từ (1) và (2) ta có K = O 

Vậy D, E, O thẳng hàng. 
Thầy Quang Baby – Thayquang.edu.vn

Page 8


Bài 8:
Cho tam giác ABC ( AB > AC) nội tiếp đường tròn (O). Trên cạnh AB lấy điểm D sao cho 
BD  =  AC.  Đường  thẳng  qua  D  song  song  với  BC  cắt  AC  tại  H.  Tia  phân  giác  góc  BAC  cắt 
đường tròn (O) tại E và cắt DH tại F ( E khác A). Gọi M là trung điểm củ AD. Tia CF cắt đường 
tròn (O) tại N. Chứng minh rằng : 
a) E, D, N thẳng hàng. 
b) C, M, N thẳng hàng. 
Lời giải:

 
a)  Ta có:  
ADF  
ABC  (đồng vị và DH // BC) 
mà  
ANF  
ABC  (hai góc nội tiếp cùng chắn cung AC) 
Do đó:  
ADF  
ANF  => Tứ giác AFDN nội tiếp 
  FAD
 
FND
  FAD
  (AE là tia phân giác của góc BAC) 

Mà  CAE
  CNE
 ( hai góc nội tiếp cùng chắn cung CE) 
Và  CAE
  CNE
  Hai tia ND, NE trùng nhau 
Do đó:  FND
Vậy ba điểm E, D, N thẳng hàng. 
b) Gọi K là giao điểm của CN và AB 

Thầy Quang Baby – Thayquang.edu.vn

Page 9


Tam giác ACK có AF là đường phân giác  

Tam giác KBC có DF // BC  

KF AK

  (1) 
CF AC

KF KD

  ( định lý Talét)        (2) 
CF BD

Mà AC = BD (gt) 

Từ (1), (2) và (3) có AK = KN => K là trung điểm của AD nên K = M. 
Vậy C, M, N thẳng hàng. 

Bài 9:
Cho tam giác ABC (AB < BC) nội tiếp đường tròn (O). M là điểm trên cạnh BC sao cho 
 MC = AB. Vẽ đường thẳng qua M song song với AC cắt AB tại N, cắt tia phân giác của góc 
ABC  tại  I. Gọi  K là trung điểm của đoạn thẳng BM. Chứng minh rằng  ba điểm A,  I, K thẳng 
hàng. 
Lời giải:

Gọi T là giao điểm của AI và BC. 
Tam giác TAC có MI // AC  

TI TM

  (1) 
AI MC

Tam giác BAT có BI là đường phân giác (gt)  

TI BT

   (2) 
AI AB

Mà MC = AB             (3) 
Thầy Quang Baby – Thayquang.edu.vn

Page 10



Từ (1), (2) và (3) ta có BT = TM  => T là trung điểm của BM nêm T = K 
Vậy ba điểm A, I, K thẳng hàng. 
 
Bài 10:
Cho tam giác ABC có AM là đường trung tuyến. Một đường thẳng song song với BC cắt AB, 
AC lần lượt tại D và E, BE cắt CD tại O. Chứng minh rằng ba điểm A, O, M thẳng hàng. 
Lời giải: 

 
Gọi K là giao điểm của AM và DE, N là giao điểm của OM và DE 
Tam giác ABM có DN // BM  

AN
DN

 
AM BM

Tam giác ACM có NE // MC  

AN
NE

 
AM MC

Mà BM = MC. Do đó DN = NE => N là trung điểm của DE. 
Mặt khác xét tam giác OMC có DK // MC  


Tam giác OBM có KE // BM  

DK OK

 
MC OM

KE
OK

 
BM OM

Do đó DK = KE => K là trung điểm của DE. Do vậy N = K 
Ta có A, N, O, M thẳng hàng. 
 
 
Thầy Quang Baby – Thayquang.edu.vn

Page 11


 
Bài 11:
Cho đoạn thẳng AB. Trên cùng một nửa mặt phẳng bờ AB, vẽ nửa đường tròn (O) đường kính 
AB và các tiếp tuyến Ax, By. Qua điểm M thuộc nửa đường tròn này, kẻ tiếp tuyến cắt Ax, By 
theo thứ tự tại C và D. Gọi H là hình chiếu của M trên AB. Gọi E là trung điểm của MH. 
Chứng minh rằng ba điểm B, E, C thẳng hàng. 
Lời giải:


Gọi K là giao điểm của MH và BC 
CA, CM là các tiếp tuyến của nửa đường tròn (O) 
  CA = CM, CO là tia phân giác góc ACM. 
Tam giác CAM cân tại C, CO là đường phân giác nên cũng là đường cao   CO  AM  
Tam giác MAB nội tiếp đường tròn đường kính AB 
MAB vuông tại M. 

Ta có:  CO  AM , BM  AM  CO // BM. 
Xét tam giác HBM và tam giác AOC có: 

  OAC
  900 , MBH
  COA
  (OC // BM) 
BHM
Do đó:   HBM  AOC ( g.g ) 

MH BH
 

AC
OA

Thầy Quang Baby – Thayquang.edu.vn

Page 12


Tam giác ABC có AC // KH  (AC  AB, KH  AB) 


AB = 2OA nên 

KH BH

 
AC
AB

KH
BH
MH
MH


 KH 
 nên K là trung điểm của MH 
AC 2OA 2 AC
2

Ta có K = E. vậy ba điểm B, E, C thẳng hàng. 
Bài 12:
Cho đường tròn…tâm O. Từ 1 điểm P nằm ngoài …, ta kẻ đến … hai tiếp tuyến PA và PB. 
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên đường kính BC. M là trung điểm AH. 
Chứng minh rằng ba điểm P, C, M thẳng hàng. 
 
Lời giải:

Gọi I là giao điểm của hai đường thẳng CA và BP. 
P/ là giao điểm của hai đường thẳng CM và BI. 
Như vậy, để chứng minh ba điểm P, C, M thẳng hàng, ta chỉ việc chứng minh P = P/. 

  900  
Thật vậy, ta có:  BAC
  900  
Suy ra: BAI
  900  
Tam giác BAI vuông tại A, nên:  
AIB  
ABI  BAI
  PAI
 

AIB  
ABI  BAP
  (vì tam giác PAB cân tại P) 

AIB  PAI
Thầy Quang Baby – Thayquang.edu.vn

Page 13


Suy ra AP = PI 
Mặt khác: AP = PB, nên PI = PB 
Như vậy: P là trung điểm BI             (1) 
Lúc này ta cần chứng minh P/ cũng là trung điểm BI. 
Thật vậy, ta có: 

AM CM MH CM
AM MH


, / 
 /  /  
/
CP P B CP
PI
PI
PB

Mặt khác: AM = MH, do đó : P/I = P/B 
Như vậy, P/ là trung điểm BI               (2) 
Từ (1) và (2) ta nhận được P = P/ 
Kết luận: ba điểm P, C, M thẳng hàng. 
Bài 13:
Cho đường tròn (O;R), điểm A ở ngoài đường tròn (O). Vẽ hai tiếp tuyến AB, AC (B, C là hai 
tiếp điểm) và cát tuyến AMN ( AM < AN). Vẽ dây BD của đường tròn (O) và BD song song với 
MN. Gọi I là tring điểm của MN. Chứng minh rằng C, I, D thẳng hàng. 
Lời giải:

 
Cách 1: 
I là trung điểm của MN   OI  MN . Ta có  
ABO  
AIO  
ACO  900  
 B, I, C cùng thuộc đường tròn đường kính OA 
 A, B, I, O, C cùng thuộc một đường tròn 

Thầy Quang Baby – Thayquang.edu.vn

Page 14




AIB  
ACB  
  BIA
 
Ta có BD // MN (gt)   IBD
Và  OI  MN , BD // MN 
 OI  BD  

 OI đi qua trung điểm của BD 
Do đó OI là đường trung trực của đoạn thẳng BD 
 tam giác IBD cân tại I 

  IBD
 
 IDB
  BCA
 , do vậy  BDI
  BDC
 
Mà  BDC
  Hai tia DI, DC trùng nhau. 
Vậy C, I, D thẳng hàng. 
BÀI TẬP TỰ LUYỆN :

Bài 14 :
Cho nửa đường tròn (O;R) đường kính AB. Trên nửa mặt phẳng bờ AB có chứa nửa đường tròn 
(O) vẽ nửa đường tròn (I) đường kính OA. C là điểm trên nửa đường tròn (I). Tia OC cắt nửa 

đường tròn (I) ở D. Đường thẳng qua D vuông góc với AB cắt AC tại E. Đường tròn ngoại tiếp 
tam giác ODE cắt nửa đường tròn (O) ở M (M khác D). Chứng minh rằng A, E, M thẳng hàng. 

Thầy Quang Baby – Thayquang.edu.vn

Page 15


Thầy Quang Baby – Thayquang.edu.vn

Page 16



×