Cho tứ giác không phải hình thang và nội tiếp đường tròn . Giả sử có lần lượt thuộc các đoạn sao cho đường tròn ngoại tiếp tam giác có tâm là điểm và tiếp xúc với , đường tròn ngoại tiếp tam giác có tâm là điểm và tiếp xúc với . Hai đường tròn này cắt nhau tại . Gọi là giao điểm của , là giao điểm của và là giao điểm của .
a) Chứng minh rằng là trung trực của đoạn thẳng và các đường thẳng đồng quy.
b) Chứng minh rằng các điểm cùng thuộc một đường tròn.

Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
a) (3,0 điểm) Cho cắt nhau ở điểm . Xét phương tích từ đến các đường tròn thì . Vì thế nên . (0,5)

Do đó và có biến đổi góc . Vì thế là phân giác của . Tương tự cũng là phân giác . Do đó, hai tam giác bằng nhau và , . Suy ra là trung trực của đoạn . (1,0)

Cho cắt lại lần lượt tại các điểm . Khi đó, vì là phân giác của nên là trung điểm cung của , kéo theo . Từ đó suy ra thẳng hàng. Tương tự thì thẳng hàng. (0,5)

Tiếp theo, ta cho cắt ở . Chú ý rằng (cùng vuông góc với ) nên theo định lý Thales thì . Tương tự, ta cũng có . (0,5)

Do đó ta có

Từ đây suy ra có cùng phương tích đến hai đường tròn nên thuộc trục đẳng phương . Do đó, các đường thẳng đồng quy. (0,5)

b) (2,0 điểm) Bổ đề về tỷ số phương tích: Cho hai đường tròn cắt nhau ở . Khi đó, nếu không thuộc sao cho thì các điểm cùng thuộc một đường tròn. (Không yêu cầu học sinh chứng minh.) (0,5)

Trở lại bài toán, ta có là tiếp tuyến của nên , là tiếp tuyến của nên , từ đây ta có hai tam giác đồng dạng. Do đó . Tương tự thì . Đến đây xét tỷ số phương tích
(1,0)

Chú ý rằng nếu tỷ số trên bằng 1 thì sẽ kéo theo và nội tiếp. Từ đây có nên , vô lý. Áp dụng bổ đề cho cắt nhau tại , ta có cùng thuộc một đường tròn. (0,5)
Câu hỏi này trích từ đề thi chính thức:

Kỳ Thi Olympic Trại Hè Hùng Vương Lần Thứ Xx, 2026 - Đề Thi Môn Toán - Lớp 11

4 câu hỏi•Thời gian 180 phút•Chấm điểm & giải thích chi tiết
Làm trọn bộ đề thi này

Các câu hỏi khác trong đề (4 câu)

Xem toàn bộ đề →
Cho tứ giác ABCD không phải hình thang và nội tiếp đường tròn (O). G... - Đáp Án & Lời Giải | dethichuan.com