Câu 2 (7,0 điểm). Cho tam giác nhọn không cân có trực tâm . Gọi là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác . Đường thẳng qua và song song với tương ứng cắt các đường thẳng , tại các điểm và . Gọi là trung điểm của đoạn thẳng , các đường thẳng , tương ứng cắt đường thẳng tại các điểm và . Gọi , tương ứng là trung điểm của các đoạn thẳng và . Đường thẳng qua , song song với cắt đường thẳng qua , song song với tại điểm .
a) Chứng minh đường thẳng vuông góc với đường thẳng , đường thẳng vuông góc với đường thẳng .
b) Giả sử hai đường thẳng và cắt nhau tại điểm , chứng minh ba điểm , , thẳng hàng.
Câu 2 (7,0 điểm). Cho tam giác nhọn không cân có trực tâm . Gọi là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác . Đường thẳng qua và song song với tương ứng cắt các đường thẳng , tại các điểm và . Gọi là trung điểm của đoạn thẳng , các đường thẳng , tương ứng cắt đường thẳng tại các điểm và . Gọi , tương ứng là trung điểm của các đoạn thẳng và . Đường thẳng qua , song song với cắt đường thẳng qua , song song với tại điểm .
a) Chứng minh đường thẳng vuông góc với đường thẳng , đường thẳng vuông góc với đường thẳng .
b) Giả sử hai đường thẳng và cắt nhau tại điểm , chứng minh ba điểm , , thẳng hàng.
a) Chứng minh đường thẳng vuông góc với đường thẳng , đường thẳng vuông góc với đường thẳng .
b) Giả sử hai đường thẳng và cắt nhau tại điểm , chứng minh ba điểm , , thẳng hàng.
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Lời giải Câu 2 (dùng hệ trục tọa độ, giải đầy đủ cả hai ý).
Chọn hệ trục tọa độ: , , vì nhọn nên đặt với , . Tam giác không cân nên .
**Tính các điểm cơ bản.** Đường cao từ : . Đường cao từ vuông góc có phương trình , suy ra trực tâm . Đặt (note , và ), vậy .
Tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác nằm trên trung trực của () và cách đều ; giải ra (đây chính là phản chiếu tâm đường tròn ngoại tiếp qua ).
Trung điểm của : . Đặt , tức .
**a) Chứng minh , .**
Đường thẳng qua song song là .
- Giao với (đường ): .
- Giao với (đường qua và ): .
Suy ra:
Tích vô hướng:
vì . Tương tự
Vậy và .
**b) Chứng minh , , thẳng hàng.**
*Giao điểm :* Với (chú ý và vì vô lý), đường cắt () tại
*Trung điểm:* , .
*Tọa độ :* Tham số hóa
Từ tung độ bằng nhau suy ra ; thay vào hoành độ:
Do đó
Rút gọn:
*Tọa độ :* Đường qua song song : ; đường qua song song : . Từ tung độ , thay vào hoành độ: . Vậy
trong đó đã dùng .
*So sánh:* Ta có . Kiểm tra thành phần thứ hai:
vì . Vậy
Suy ra và cùng phương, tức ba điểm , , thẳng hàng (hệ số ).
Ghi chú tính hợp lệ: vì , nên ; (tam giác không cân) và nên hai đường , không song song, điểm tồn tại duy nhất như đề giả thiết.
Lời giải Câu 2 (dùng hệ trục tọa độ, giải đầy đủ cả hai ý).
Chọn hệ trục tọa độ: , , vì nhọn nên đặt với , . Tam giác không cân nên .
**Tính các điểm cơ bản.** Đường cao từ : . Đường cao từ vuông góc có phương trình , suy ra trực tâm . Đặt (note , và ), vậy .
Tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác nằm trên trung trực của () và cách đều ; giải ra (đây chính là phản chiếu tâm đường tròn ngoại tiếp qua ).
Trung điểm của : . Đặt , tức .
**a) Chứng minh , .**
Đường thẳng qua song song là .
- Giao với (đường ): .
- Giao với (đường qua và ): .
Suy ra:
Tích vô hướng:
vì . Tương tự
Vậy và .
**b) Chứng minh , , thẳng hàng.**
*Giao điểm :* Với (chú ý và vì vô lý), đường cắt () tại
*Trung điểm:* , .
*Tọa độ :* Tham số hóa
Từ tung độ bằng nhau suy ra ; thay vào hoành độ:
Do đó
Rút gọn:
*Tọa độ :* Đường qua song song : ; đường qua song song : . Từ tung độ , thay vào hoành độ: . Vậy
trong đó đã dùng .
*So sánh:* Ta có . Kiểm tra thành phần thứ hai:
vì . Vậy
Suy ra và cùng phương, tức ba điểm , , thẳng hàng (hệ số ).
Ghi chú tính hợp lệ: vì , nên ; (tam giác không cân) và nên hai đường , không song song, điểm tồn tại duy nhất như đề giả thiết.