Bài 14. Cung và dây của một đường tròn

Đề bài

Cho tam giác nhọn ABC, hai đường cao BD và CE cắt nhau tại H. Chứng minh rằng:

a) Bốn điểm A, E, H, D cùng thuộc một đường tròn.

b) \(AH > DE\).

Lời giải chi tiết

a) Gọi I là trung điểm của AH.

Vì BD và CE là hai đường cao của tam giác ABC nên \(BD \bot AC\) tại D, \(CE \bot AB\) tại E.

Do đó, tam giác AEH vuông tại E và tam giác ADH vuông tại D.

Tam giác AEH vuông tại E, có EI là đường trung tuyến nên \(IA = IE = IH = \frac{1}{2}AH\left( 1 \right)\)

Tam giác ADH vuông tại D, có DI là đường trung tuyến nên \(IA = ID = IH = \frac{1}{2}AH\left( 2 \right)\)

Từ (1) và (2) ta có: \(IA = ID = IH = IE = \frac{1}{2}AH\). Do đó, bốn điểm A, E, H, D cùng thuộc đường tròn tâm I đường kính AH.

b) Vì góc EAD là góc nhọn nên dây DE là dây không đi qua tâm của đường tròn đường kính AH nên \(AH > DE\).

Đề bài

Cho tam giác cân ABC (AB=AC). Gọi (O) là đường tròn đi qua ba điểm A, B, C và E là điểm trên cung nhỏ BC sao cho $\overset\frown{BE}=\overset\frown{EC}$.

a) Chứng minh rằng ba điểm A, O, E thẳng hàng.

b) Gọi H là chân đường cao hạ từ A xuống BC. Chứng minh rằng \(AH < AB < AE\).

Lời giải chi tiết

a) Tam giác OAB và tam giác OAC có: OA chung, \(AB = AC,OB = OC\) nên \(\Delta OAB = \Delta OAC\left( {c.c.c} \right)\).

Suy ra \(\widehat {AOB} = \widehat {AOC}\).

Mà AOB là góc ở tâm chắn cung nhỏ AB, AOC là góc ở tâm chắn cung nhỏ AC. Do đó, $\overset\frown{AB}=\overset\frown{AC}$

Theo giả thiết, $\overset\frown{BE}=\overset\frown{EC}$.

Do đó, sđ$\overset\frown{AB}+sđ\overset\frown{BE}=sđ\overset\frown{EC}+sđ\overset\frown{AC}$

Suy ra: sđ$\overset\frown{ABE}=sđ\overset\frown{ACE}$.

Mà $sđ\overset\frown{ABE}+sđ\overset\frown{ACE}={{360}^{o}}$

nên sđ$\overset\frown{ABE}=sđ\overset\frown{ACE}=\frac{{{360}^{o}}}{2}={{180}^{o}}$

Do đó, cung ABE là nửa đường tròn. Vậy ba điểm A, O, E thẳng hàng.

b) Vì EA đi qua O nên AE là đường kính của (O), AB là dây không đi qua O nên \(AB < AE\).

Tam giác ABH vuông tại H nên AB là cạnh huyền. Do đó, \(AH < AB\).

Vậy \(AH < AB < AE\).

Đề bài

Gọi H là trung điểm của dây AB không đi qua tâm của đường tròn (O).

a) Chứng minh rằng \(OH \bot AB\).

b) Tính khoảng cách từ O đến AB, biết rằng \(AB = 8cm\) và bán kính của (O) bằng 5cm.

Lời giải chi tiết

a) Tam giác ABO có: \(OA = OB\) (bán kính đường tròn (O)) nên tam giác ABO cân tại O. Do đó, OH là đường trung tuyến đồng thời là đường cao của tam giác ABO. Suy ra \(OH \bot AB\).

b) Vì \(OH \bot AB\) tại H nên khoảng cách từ O đến AB là OH.

Ta có: \(HB = \frac{{AB}}{2} = 4cm\)

Áp dụng định lí Pythagore vào tam giác BOH vuông tại H ta có: \(O{H^2} + H{B^2} = O{B^2}\)

\(OH = \sqrt {O{B^2} - H{B^2}}  = \sqrt {{5^2} - {4^2}}  = 3\left( {cm} \right)\)

Vậy khoảng cách từ O đến AB bằng 3cm.

Đề bài

Kim giờ và kim phút của một chiếc đồng hồ tạo thành góc ở tâm có số đo là bao nhiêu độ vào mỗi thời điểm sau:

a) 3 giờ?

b) 6 giờ?

c) 8 giờ?

d) 11 giờ?

Lời giải chi tiết

Cứ mỗi giờ, kim phút di chuyển được 1 vòng, kim giờ di chuyển được \(\frac{1}{{12}}\) vòng, ứng với cung 30 độ.

Suy ra:

a) Vào lúc 3 giờ, kim giờ và kim phút của đồng hồ tạo thành góc ở tâm có số đo: \({3.30^o} = {90^o}\)

b) Vào lúc 6 giờ, kim giờ và kim phút của đồng hồ tạo thành góc ở tâm có số đo: \({6.30^o} = {180^o}\)

c) Vào lúc 8 giờ, kim giờ và kim phút của đồng hồ tạo thành góc ở tâm có số đo: \({4.30^o} = {120^o}\)

d) Vào lúc 11 giờ, kim giờ và kim phút của đồng hồ tạo thành góc ở tâm có số đo: \({1.30^o} = {30^o}\)

Đề bài

Cho ba điểm A, B và C nằm trên đường tròn (O) sao cho \(\widehat {AOB} = {110^o}\) và \(sđ\overset\frown{AC}={{50}^{o}}\). Tính số đo của cung lớn BC.

Lời giải chi tiết

Ta có: sđ$\overset\frown{AB}$_nhỏ \( = \widehat {AOB} = {110^o}\).

Vì sđ$\overset\frown{AB}$_nhỏ $ + sđ\overset\frown{AC}={{110}^{o}}+{{50}^{o}}={{160}^{o}}$ nên số đo cung nhỏ BC bằng 160 độ.

Suy ra, số đo cung lớn BC là: \({360^o} - {160^o} = {200^o}\).