a) Trên mặt phẳng tọa độ , lấy các điểm tùy ý lần lượt thuộc các tia (). Gọi là các điểm thuộc đoạn thẳng sao cho chúng chia đoạn thẳng thành 3 đoạn thẳng bằng nhau. Chứng minh rằng .
b) Trong mặt phẳng, cho tam giác nhọn và một điểm di động trên cạnh . Gọi là điểm đối xứng với qua trung điểm của . Đường thẳng qua và vuông góc với cắt đường thẳng tại , đường thẳng qua và vuông góc với cắt đường thẳng tại . Giả sử cắt tại và cắt tại . Chứng minh rằng là một điểm cố định (khi di động trên ).
a) Trên mặt phẳng tọa độ , lấy các điểm tùy ý lần lượt thuộc các tia (). Gọi là các điểm thuộc đoạn thẳng sao cho chúng chia đoạn thẳng thành 3 đoạn thẳng bằng nhau. Chứng minh rằng .
b) Trong mặt phẳng, cho tam giác nhọn và một điểm di động trên cạnh . Gọi là điểm đối xứng với qua trung điểm của . Đường thẳng qua và vuông góc với cắt đường thẳng tại , đường thẳng qua và vuông góc với cắt đường thẳng tại . Giả sử cắt tại và cắt tại . Chứng minh rằng là một điểm cố định (khi di động trên ).
b) Trong mặt phẳng, cho tam giác nhọn và một điểm di động trên cạnh . Gọi là điểm đối xứng với qua trung điểm của . Đường thẳng qua và vuông góc với cắt đường thẳng tại , đường thẳng qua và vuông góc với cắt đường thẳng tại . Giả sử cắt tại và cắt tại . Chứng minh rằng là một điểm cố định (khi di động trên ).
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Bài 5. a) Chọn hệ trục sao cho A=(a,0), B=(0,b) với a,b>0. Vì M,N chia AB thành 3 phần bằng nhau nên M=(2a/3, b/3), N=(a/3, 2b/3). Ta có và , suy ra (AM–GM), dấu bằng khi a=b. b) Chọn hệ trục: B=(0,0), C=(c,0), A=(u,v) với v>0 (tam giác nhọn nên 0<u<c). Đặt M=(t,0) (0≤t≤c) thì N=(c−t,0). Đường thẳng qua M vuông góc BC là x=t; giao với AB cho D=(t, vt/u). Đường thẳng x=c−t giao với AC tại E=(c−t, vt/(c−u)). Giao điểm P của ME và ND: viết P=M+s(E−M)=N+r(D−N), phương trình hoành cho s+r=1, phương trình tung cho s·u=r(c−u), giải ra s=(c−u)/c, r=u/c, do đó P=(c−t−u+2ut/c, vt/c). Đường thẳng AP: A+λ(P−A) với P−A=(c−t−2u+2ut/c, −v(c−t)/c). Tại giao điểm Q với BC (y=0): λ=c/(c−t), khi đó . Vậy Q=(c−u,0) không phụ thuộc t, tức Q là điểm đối xứng của chân đường vuông góc hạ từ A xuống BC qua trung điểm của BC — một điểm cố định. Đpcm.
Bài 5. a) Chọn hệ trục sao cho A=(a,0), B=(0,b) với a,b>0. Vì M,N chia AB thành 3 phần bằng nhau nên M=(2a/3, b/3), N=(a/3, 2b/3). Ta có và , suy ra (AM–GM), dấu bằng khi a=b. b) Chọn hệ trục: B=(0,0), C=(c,0), A=(u,v) với v>0 (tam giác nhọn nên 0<u<c). Đặt M=(t,0) (0≤t≤c) thì N=(c−t,0). Đường thẳng qua M vuông góc BC là x=t; giao với AB cho D=(t, vt/u). Đường thẳng x=c−t giao với AC tại E=(c−t, vt/(c−u)). Giao điểm P của ME và ND: viết P=M+s(E−M)=N+r(D−N), phương trình hoành cho s+r=1, phương trình tung cho s·u=r(c−u), giải ra s=(c−u)/c, r=u/c, do đó P=(c−t−u+2ut/c, vt/c). Đường thẳng AP: A+λ(P−A) với P−A=(c−t−2u+2ut/c, −v(c−t)/c). Tại giao điểm Q với BC (y=0): λ=c/(c−t), khi đó . Vậy Q=(c−u,0) không phụ thuộc t, tức Q là điểm đối xứng của chân đường vuông góc hạ từ A xuống BC qua trung điểm của BC — một điểm cố định. Đpcm.