Giả sử vị trí các điểm theo thứ tự là A, C, B, D.

Kẻ OH ⊥ CD. Theo tính chất đường kính vuông góc với một dây ta có:

    HA = HB, HC = HD

Nên AC = HA – HC = HB – HD = BD

Vậy AC = BD.

(Trường hợp vị trí các điểm theo thứ tự là A, D, C, B chứng minh tương tự.)

Giả sử vị trí các điểm theo thứ tự là A, C, B, D.

Kẻ OH ⊥ CD. Theo tính chất đường kính vuông góc với một dây ta có:

    HA = HB, HC = HD

Nên AC = HA – HC = HB – HD = BD

Vậy AC = BD.

(Trường hợp vị trí các điểm theo thứ tự là A, D, C, B chứng minh tương tự.)

Vẽ OM⊥AB⇒OM⊥CD. 

Xét đường tròn (O;OC)  (đường tròn nhỏ) có OM là một phần đường kính, CD là dây và  OM⊥CD nên M là trung điểm của CD hay MC=MD (định lý)

Xét đường tròn (O;OA)   (đường tròn lớn) có OM là một phần đường kính, AB là dây và OM⊥AB nên M là trung điểm của AB hay MA=MB (định lý)

Ta có MA=MB  và MC=MD (cmt) nên trừ các đoạn thẳng theo vế với vế ta được MA−MC=MB−MD ⇒AC=BD.

Nhận xét. Kết luận bài toán vẫn được giữ nguyên nếu C và D đổi chỗ cho nhau. 

Giả sử $C$ nằm giữa $A$ và $B$ (trường hợp $D$ nằm giữa $A$ và $B$ chứng minh tương tự).

Kẻ $OH\perp CD$ . Ta có: $HA=HB$, $HC=HD$. Từ đó ta chứng minh được $AC=BD$.

Hướng dẫn giải:

Vẽ .

Theo tính chất đường kính vuông góc với một dây ta được MA=MB và MC=MD.

Từ đó suy ra AC=BD.

Nhận xét. Kết luận bài toán vẫn được giữ nguyên nếu C và D đổi chỗ cho nhau.

Kẻ OI ⊥ AB. Ta có: OI ⊥ CD

Trong đường tròn (O) (nhỏ) ta có : OI ⊥ AB

Suy ra :

IA = IB (đường kính vuông góc dây cung)    (1)

Trong đường tròn (O) (lớn) ta có : OI ⊥ CD

Suy ra :

IC = ID (đường kính vuông góc dây cung)

Hay IA + AC = IB + BD     (2)

Từ (1) và (2) suy ra: AC = BD.

* Xét tam giác ACO có CO’ là đường trung tuyến và 

Suy ra, tam giác ACO vuông tại C

⇒ AC ⊥ CO

* Xét tam giác AOD có AO = OD = R

Suy ra tam giác AOD cân tại O.

Lại có OC là đường cao nên đồng thời là đường trung tuyến

⇒ C là trung điểm AD hay AC = CD. (điều phải chứng minh)

a) Gọi O’ là tâm của đường tròn đường kính OA.

Gọi R và r lần lượt là bán kính đường tròn tâm O và tâm O’.

Suy ra, hai đường tròn đã cho tiếp xúc trong với nhau.

b) +) Xét đường tròn (O’) có A, O, C là ba điểm cùng thuộc đường tròn và OA là đường kính nên tam giác AOC vuông tại C.

⇒ OC ⊥ AD

+) Xét đường tròn tâm (O) có A, D là hai điểm thuộc đường tròn nên OA = OD

⇒ ΔAOD cân tại O mà OC ⊥ AD

⇒ OC là đường trung tuyến của ΔAOD

⇒ C là trung điểm của AD

⇒ AC = CD

Hướng dẫn giải:

a) Gọi O' là tâm của đường tròn đường kính OA thì O'A=O'O.

Ta có OO'=OA-O'A hay d=R-r nên đường tròn (O) và đường tròn (O') tiếp xúc trong.

b) Tam giác CAO có cạnh OA là đường kính của đường tròn ngoại tiếp nên ΔCAO vuông tại C

⇒OC⊥AD

⇒CA=CD (đường kính vuông góc với một dây).