1) Ta chứng minh tổng AB2 + CD2 không đổi. Thật vậy:
Gọi I, J lần lượt là trung điểm AB và CD.
Ta có \(OI\perp AB;OJ\perp AC\)
Khi đó: \(AB^2+CD^2=\left(2AI\right)^2+\left(2CJ\right)^2=4\left(AI^2+CJ^2\right)\)
\(=4\left(OA^2-OI^2+OC^2-OJ^2\right)=4\left[2R^2-\left(OI^2+OJ^2\right)\right]\)
\(=4\left[2R^2-\left(OI^2+IK^2\right)\right]=4\left(2R^2-OK^2\right)\)
Do K cố định nên OK không đổi. Vậy \(4\left(2R^2-OK^2\right)\) không đổi hay AB2 + CD2 không đổi.
Khi đó ta có :
\(S_{ACBD}=\frac{1}{2}.AB.CD\le\frac{1}{2}.\frac{1}{2}\left(AB^2+CD^2\right)\)
\(S_{ACBD}\le\frac{1}{4}.4\left(2R^2-OK^2\right)=2R^2-OK^2\)
Vậy \(maxS_{ACBD}=2R^2-OK^2\) khi AB = CD.