Cho tứ giác ABCD có \(\widehat{A}=\widehat{C}=90^o\) (H.9.28). Hãy giải thích vì sao bốn đỉnh của tứ giác ABCD cùng nằm trên một đường tròn có tâm là trung điểm O của đoạn thẳng BD.
Bài 29. Tứ giác nội tiếp
Hoạt động 1 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống - Tập 2 - Trang 80)
Thảo luận (1)
Hoạt động 2 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống - Tập 2 - Trang 80)
Trên đường tròn (O), lấy các điểm A, B, C, D sao cho ABCD là tứ giác lồi (H.9.29). Các đường trung trực của các cạnh AB, BC, CD, DA có đồng quy hay không?
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải
Ta có A, B, C, D cùng nằm trên đường tròn (O) nên OA = OB = OC = OD.
Vì OA = OB nên O nằm trên đường trung trực của AB.
Vì OB = OC nên O nằm trên đường trung trực của BC.
Vì OC = OD nên O nằm trên đường trung trực của CD.
Vì OD = OA nên O nằm trên đường trung trực của DA.
Vậy các đường trung trực của các cạnh AB, BC, CD, DA có đồng quy tại O.
(Trả lời bởi datcoder)
Hoạt động 3 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống - Tập 2 - Trang 81)
Em hãy đo các góc đối nhau A và C của tứ giác ABCD trong HĐ2 và tính tổng \(\widehat{A}+\widehat{C}\). So sánh kết quả của em với các bạn.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiTa có: \(\widehat A = {115^o},\widehat C = {65^o}\) và \(\widehat A + \widehat C = {65^o} + {115^o} = {180^o}\)
(Trả lời bởi datcoder)
Luyện tập 1 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống - Tập 2 - Trang 81)
Cho tam giác ABC có các đường cao BE, CF. Biết rằng \(\widehat{B}=60^o,\widehat{C}=80^o\).
a) Chứng tỏ rằng tứ giác BCEF nội tiếp một đường tròn có tâm là trung điểm của cạnh BC.
b) Tính số đo của các góc BFE và CEF.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải
a) Vì BE, CF là các đường cao của tam giác ABC nên \(BE \bot AC,CF \bot AB\). Do đó, tam giác BFC vuông tại F và tam giác BEC vuông tại E.
Vì tam giác BFC vuông tại F nên ba điểm B, F, C thuộc đường tròn đường kính BC với tâm là trung điểm của BC.
Vì tam giác BEC vuông tại E nên ba điểm B, E, C thuộc đường tròn đường kính BC với tâm là trung điểm của BC.
Vậy tứ giác BCEF nội tiếp một đường tròn có tâm là trung điểm của cạnh BC.
b) Vì tứ giác BFEC nội tiếp đường tròn đường kính BC nên
+ \(\widehat {FBC} + \widehat {FEC} = {180^o}\), hay \(\widehat {FEC} = {180^o} - \widehat {FBC} = {180^o} - {60^o} = {120^o}\).
+ \(\widehat {ECB} + \widehat {BFE} = {180^o}\), hay \(\widehat {BFE} = {180^o} - \widehat {ECB} = {180^o} - {80^o} = {100^o}\).
(Trả lời bởi datcoder)
Thử thách nhỏ 1 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống - Tập 2 - Trang 82)
Cho tứ giác ABCD, biết rằng các đường trung trực của ba đoạn thẳng AB, AC, AD đồng quy tại một điểm. Hãy giải thích vì sao ABCD là tứ giác nội tiếp.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải
Gọi O là giao điểm của các đường trung trực của ba đoạn thẳng AB, AC, AD.
Vì O thuộc trung trực của AB nên \(OA = OB\).
Vì O thuộc trung trực của AC nên \(OA = OC\).
Vì O thuộc trung trực của AD nên \(OA = OD\).
Do đó, \(OA = OB = OC = OD\).
Suy ra, bốn điểm A, B, C, D cùng thuộc đường tròn (O). Vậy ABCD là tứ giác nội tiếp.
(Trả lời bởi datcoder)
Hoạt động 4 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống - Tập 2 - Trang 82)
Vẽ hình chữ nhật ABCD và giao điểm M của hai đường chéo AC và BD (H.9.33).
a) Hãy giải thích vì sao điểm M cách đều bốn đỉnh của hình chữ nhật ABCD.
b) Chứng tỏ rằng hình chữ nhật ABCD nội tiếp một đường tròn có bán kính bằng nửa đường chéo hình chữ nhật.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảia) Vì ABCD là hình chữ nhật, M là giao điểm của hai đường chéo nên \(MA = MB = MC = MD\) (tính chất hình chữ nhật). Do đó, M cách đều bốn đỉnh của hình chữ nhật ABCD.
b) Ta có: \(MA = MB = MC = MD = \frac{{BD}}{2}\) nên bốn điểm A, B, C, D thuộc đường tròn đường kính BD.
Do đó, hình chữ nhật ABCD nội tiếp một đường tròn có bán kính bằng nửa đường chéo hình chữ nhật.
(Trả lời bởi datcoder)
Hoạt động 5 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống - Tập 2 - Trang 82)
Cho hình vuông ABCD có cạnh bằng 3 cm (H.9.34). Hãy xác định tâm, vẽ đường tròn ngoại tiếp hình vuông ABCD và cho biết bán kính của đường tròn đó.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải
Gọi O là giao điểm của AC và BD. Vì ABCD là hình vuông nên \(OA = OB = OC = OD = \frac{{AC}}{2}\).
Do đó, 4 điểm A, B, C, D cùng thuộc đường tròn đường kính AC.
Vậy đường tròn ngoại tiếp hình vuông ABCD là đường tròn có bán kính bằng nửa độ dài đường chéo trong hình vuông ABCD.
Áp dụng định lí Pythagore trong tam giác vuông ABC, ta có:
\(AC^2 = AB^2 + BC^2 = 3^2 + 3^2 = 18\)
\(AC = \sqrt {18} = 3 \sqrt 2\)
Suy ra bán kính là: \(\frac{3 \sqrt 2}{2}\)
(Trả lời bởi datcoder)
Câu hỏi (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống - Tập 2 - Trang 82)
Với điểm A cho trước nằm trên đường tròn (O), có bao nhiêu hình vuông có một đỉnh là A nội tiếp đường tròn (O)?
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiVới điểm A cho trước nằm trên đường tròn (O), có duy nhất một hình vuông có một đỉnh là A nội tiếp đường tròn (O).
(Trả lời bởi datcoder)
Luyện tập 2 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống - Tập 2 - Trang 83)
Cho hình thoi ABCD có các cạnh bằng 3 cm. Gọi M, N, P, Q lần lượt là trung điểm của AB, BC, CD, DA. Chứng tỏ rằng tứ giác MNPQ là hình chữ nhật và tìm bán kính đường tròn ngoại tiếp của tứ giác đó.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải
Vì M, N lần lượt là trung điểm của AB, BC nên MN là đường trung bình của tam giác ABC. Do đó, MN//AC, \(MN = \frac{1}{2}AC\) (1).
Vì M, Q lần lượt là trung điểm của AB, AD nên MQ là đường trung bình của tam giác ABD. Do đó, MQ//BD, \(MQ = \frac{1}{2}BD\).
Vì P, Q lần lượt là trung điểm của DC, AD nên PQ là đường trung bình của tam giác ADC. Do đó, PQ//AC, \(PQ = \frac{1}{2}AC\) (2).
Từ (1) và (2) ta có: \(MN = PQ\) và MN//PQ nên tứ giác MNPQ là hình bình hành (3).
Vì MN//AC, \(AC \bot BD\) (do ABCD là hình thoi) nên \(MN \bot BD\)
Vì MQ//BD, \(MN \bot BD\) nên \(MQ \bot MN \Rightarrow \widehat {QMN} = {90^o}\) (4)
Từ (3) và (4) ta có: Tứ giác MNPQ là hình chữ nhật.
Nối MP. Xét tứ giác BMPC có:
\(BM = CP =\frac{1}{2} AB = \frac{1}{2} CD\)
\(BM // CP\) (do \(AB // CD\))
Suy ra BMPC là hình bình hành, nên \(MP = BC = 3cm\)
Vì MNPQ là hình chữ nhật nên đường tròn ngoại tiếp tứ giác MNPQ có bán kính là \(\frac{{MP}}{2} = \frac{3}{2}\left( {cm} \right)\).
(Trả lời bởi datcoder)
Thử thách nhỏ 2 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống - Tập 2 - Trang 83)
Nếu các hình chữ nhật có chung một đường chéo (ví dụ như hai hình chữ nhật ABCD và AECF trong Hình 9.36) thì các đỉnh của chúng có cùng nằm trên một đường tròn không?
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiVì ABCD là hình chữ nhật nên ABCD nội tiếp đường tròn đường kính AC.
Vì AECF là hình chữ nhật nên AECF nội tiếp đường tròn đường kính AC.
Do đó, hai hình chữ nhật ABCD, AECF cùng nội tiếp đường tròn đường kính AC.
Suy ra, các hình chữ nhật có chung một đường chéo thì nằm trên một đường tròn.
(Trả lời bởi datcoder)