cho tam giác ABC có 3 góc nhọn nội tiếp đường tròn (O), đường cao AD. gọi E và F lần lượt là hình chiếu vuông góc của A lên tiếp tuyến tại B và C của đường tròn
1. Chứng minh tứ giác AEBD là tứ giác nội tiếp
2. Chứng minh ABC = ADF
3. Chứng minh AD2 = AE.AF
4. Gọi M, N lần lượt là trung điểm của AE và AF, chứng minh rằng nếu AD = AM + AN thì 3 điểm A, O, D thẳng hàng
1) Ta có: \(\angle AEB+\angle ADB=90+90=180\Rightarrow AEBD\) nội tiếp
2) Tương tự ta chứng minh được: \(ADCF\) nội tiếp
\(\Rightarrow\angle ADF=\angle ACF=\angle ABC\)
3) Ta có: \(\angle AED=\angle ABC=\angle ADF\)
Tương tự \(\Rightarrow\angle ADE=\angle AFD\)
Xét \(\Delta ADE\) và \(\Delta AFD:\) Ta có: \(\left\{{}\begin{matrix}\angle ADE=\angle AFD\\\angle AED=\angle ADF\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow\Delta ADE\sim\Delta AFD\left(g-g\right)\Rightarrow\dfrac{AD}{AF}=\dfrac{AE}{AD}\Rightarrow AD^2=AE.AF\)
4) \(\Delta ADE\sim\Delta AFD\Rightarrow\angle DAE=\angle DAF\)
\(\Rightarrow AD\) là phân giác \(\angle EAF\)
Vì M,N là trung điểm AE,AF \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}AM=\dfrac{1}{2}AE\\AN=\dfrac{1}{2}AF\end{matrix}\right.\)
Theo đề: \(AD=AM+AN\Rightarrow AD^2=\left(AM+AN\right)^2\)
\(\Rightarrow AE.AF=\dfrac{1}{4}\left(AE+AF\right)^2\Rightarrow4AE.AF=\left(AE+AF\right)^2\)
mà \(\left(AE+AF\right)^2\ge4AE.AF\) (BĐT Cô-si)
\(\Rightarrow AE=AF\Rightarrow\Delta AEF\) cân tại A có \(AD\) là phân giác \(\angle EAF\)
\(\Rightarrow AD\) là trung trực \(EF\Rightarrow AD\bot EF\) mà \(AD\bot BC\)
\(\Rightarrow BC\parallel EF\)
Ta có: \(\angle EBC=\angle EBA+\angle ABC=\angle ACB+\angle ACF=\angle FCB\)
\(\Rightarrow BCFE\) là hình thang cân có \(AD\) là trung trực EF
\(\Rightarrow AD\) là trung trực BC mà \(O\in\) trung trực BC
\(\Rightarrow A,O,D\) thẳng hàng
