Cho tam giác có đường tròn nội tiếp tiếp xúc với các cạnh tại . lần lượt cắt đường thẳng tại . Các điểm nằm trên sao cho và cùng song song với .
a) Chứng minh rằng các đường tròn ngoại tiếp của các tam giác có một điểm chung khác .
b) Gọi là giao điểm của và , là giao điểm của hai tiếp tuyến tại và của đường tròn ngoại tiếp tam giác . Chứng minh rằng đường thẳng qua vuông góc với đi qua tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác .
Cho tam giác có đường tròn nội tiếp tiếp xúc với các cạnh tại . lần lượt cắt đường thẳng tại . Các điểm nằm trên sao cho và cùng song song với .
a) Chứng minh rằng các đường tròn ngoại tiếp của các tam giác có một điểm chung khác .
b) Gọi là giao điểm của và , là giao điểm của hai tiếp tuyến tại và của đường tròn ngoại tiếp tam giác . Chứng minh rằng đường thẳng qua vuông góc với đi qua tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác .
a) Chứng minh rằng các đường tròn ngoại tiếp của các tam giác có một điểm chung khác .
b) Gọi là giao điểm của và , là giao điểm của hai tiếp tuyến tại và của đường tròn ngoại tiếp tam giác . Chứng minh rằng đường thẳng qua vuông góc với đi qua tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác .
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
a) Xét hình vẽ bên dưới.

Trước hết, ta chứng minh thuộc đường tròn đường kính .
Chứng minh. Ta biến đổi góc, được
suy ra cùng thuộc một đường tròn.
Mặt khác, cùng thuộc đường tròn đường kính , nên cùng thuộc đường tròn đường kính , suy ra , do đó thuộc đường tròn đường kính .
Chứng minh tương tự thì cũng thuộc đường tròn đường kính . ■
Tiếp theo, ta chứng minh .
Chứng minh. Gọi lần lượt là trung điểm của . Gọi là các điểm thuộc sao cho và cùng song song với .
Từ nhận xét trên, ta được , do đó . Do nên .
Xét hình thang thì từ , với , ta suy ra là trung điểm của . Do đó . Ta suy ra
■
Gọi là giao điểm khác của đường tròn ngoại tiếp tam giác . Khi đó là tâm của phép vị tự quay biến thành , và từ tỉ số trên thì phép vị tự quay này cũng biến thành . Do vậy cũng đi qua .
Vậy đường tròn ngoại tiếp của các tam giác cùng đi qua .
b) Trước hết, ta chứng minh nhận xét sau: Nhận xét. thẳng hàng.
Chứng minh. Qua , vẽ đường thẳng song song với cắt lần lượt tại . Từ tứ giác nội tiếp đường tròn đường kính , tứ giác nội tiếp đường tròn đường kính thì , suy ra . Do là đường cao nên là trung điểm của .
Xét hình thang có là giao điểm của và , lần lượt là trung điểm của nên thẳng hàng theo bổ đề hình thang. ■

Bây giờ, gọi là trung điểm của thì thẳng hàng và .
Gọi là giao điểm của và thì , do đó liên hợp với nhau với .
Ta cũng có , do đó . Do đó, liên hợp với nhau đối với .
Ta suy ra là đường đối cực của đối với , do đó đường thẳng qua vuông góc với đi qua tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác .

Trước hết, ta chứng minh thuộc đường tròn đường kính .
Chứng minh. Ta biến đổi góc, được
suy ra cùng thuộc một đường tròn.
Mặt khác, cùng thuộc đường tròn đường kính , nên cùng thuộc đường tròn đường kính , suy ra , do đó thuộc đường tròn đường kính .
Chứng minh tương tự thì cũng thuộc đường tròn đường kính . ■
Tiếp theo, ta chứng minh .
Chứng minh. Gọi lần lượt là trung điểm của . Gọi là các điểm thuộc sao cho và cùng song song với .
Từ nhận xét trên, ta được , do đó . Do nên .
Xét hình thang thì từ , với , ta suy ra là trung điểm của . Do đó . Ta suy ra
■
Gọi là giao điểm khác của đường tròn ngoại tiếp tam giác . Khi đó là tâm của phép vị tự quay biến thành , và từ tỉ số trên thì phép vị tự quay này cũng biến thành . Do vậy cũng đi qua .
Vậy đường tròn ngoại tiếp của các tam giác cùng đi qua .
b) Trước hết, ta chứng minh nhận xét sau: Nhận xét. thẳng hàng.
Chứng minh. Qua , vẽ đường thẳng song song với cắt lần lượt tại . Từ tứ giác nội tiếp đường tròn đường kính , tứ giác nội tiếp đường tròn đường kính thì , suy ra . Do là đường cao nên là trung điểm của .
Xét hình thang có là giao điểm của và , lần lượt là trung điểm của nên thẳng hàng theo bổ đề hình thang. ■

Bây giờ, gọi là trung điểm của thì thẳng hàng và .
Gọi là giao điểm của và thì , do đó liên hợp với nhau với .
Ta cũng có , do đó . Do đó, liên hợp với nhau đối với .
Ta suy ra là đường đối cực của đối với , do đó đường thẳng qua vuông góc với đi qua tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác .