CHƯƠNG II: ĐƯỜNG TRÒN
I. SỰ XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG TRÒN. TÍNH CHẤT ĐỐI XỨNG CỦA ĐƯỜNG TRÒN
1. Đường tròn
Đường tròn tâm O bán kính R (R > 0) là hình gồm các điểm cách điểm O một khoảng bằng R.
2. Vị trí tương đối của một điểm đối với một đường tròn
Cho đường tròn (O; R) và điểm M.
· M nằm trên đường tròn (O; R) Û .
· M nằm trong đường tròn (O; R) Û .
· M nằm ngoài đường tròn (O; R) Û .
3. Cách xác định đường tròn
Qua ba điểm không thẳng hàng, ta vẽ được một và chỉ một đường tròn.
4. Tính chất đối xứng của đường tròn
· Đường tròn là hình có tâm đối xứng. Tâm của đường tròn là tâm đối xứng của đường tròn đó.
· Đường tròn là hình có trục đối xứng. Bất kì đường kính nào cũng là trục đối xứng của đường tròn.
Bài 1.Cho tứ giác ABCD có . Gọi M, N, P, Q lần lượt là trung điểm của AB, BD, DC và CA. Chứng minh rằng bốn điểm M, N, P, Q cùng nằm trên một đường tròn.
HD: Chứng minh MNPQ là hình chữ nhật.
Bài 2.Cho hình thoi ABCD có . Gọi E, F, G, H lần lượt là trung điểm của các cạnh AB, BC, CD, DA. Chứng minh 6 điểm E, F, G, H, B, D cùng nằm trên một đường tròn.
HD: Chứng minh EFGH là hình chữ nhật, DOBE là tam giác đều.
Bài 3.Cho hình thoi ABCD. Đường trung trực của cạnh AB cắt BD tại E và cắt AC tại F. Chứng minh E, F lần lượt là tâm của đường tròn ngoại tiếp các tam giác ABC và ABD.
HD: Chứng minh E, F là giao điểm của các đường trung trực tương ứng.
Bài 4.Cho đường tròn (O) đường kính AB. Vẽ đường tròn (I) đường kính OA. Bán kính OC của đường tròn (O) cắt đường tròn (I) tại D. Vẽ CH ^ AB. Chứng minh tứ giác ACDH là hình thang cân.
HD: Chứng minh DADO = DCHO Þ OD = OH, AD = CH. Chứng minh HD // AC.
Bài 5.Cho hình thang ABCD (AB // CD, AB < CD) có , CD = 2AD. Chứng minh 4 điểm A, B, C, D cùng thuộc một đường tròn.
HD: Chứng minh , với I là trung điểm của CD.
Bài 6.Cho hình thoi ABCD. Gọi O là giao điểm hai đường chéo. M, N, R và S lần lượt là hình chiếu của O trên AB, BC, CD và DA. Chứng minh 4 điểm M, N, R và S cùng thuộc một đường tròn.
HD:
Bài 7.Cho hai đường thẳng xy và x¢y¢ vuông góc nhau tại O. Một đoạn thẳng AB = 6cm chuyển động sao cho A luôn nằm trên xy và B trên x¢y¢ . Hỏi trung điểm M của AB chuyển động trên đường nào?
HD:
Bài 8.Cho tam giác ABC có các đường cao BH và CK.
a) Chứng minh: B, K, H và C cùng nằm trên một đường tròn. Xác định tâm đường tròn đó.
b) So sánh KH và BC.
II. DÂY CỦA ĐƯỜNG TRÒN
1. So sánh độ dài của đường kính và dây
Trong các dây của đường tròn, dây lớn nhất là đường kính.
2. Quan hệ vuông góc giữa đường kính và dây
· Trong một đường tròn, đường kính vuông góc với một dây thì đi qua trung điểm của dây ấy.
· Trong một đường tròn, đường kính đi qua trung điểm của một dây không đi qua tâm thì vuông góc với dây ấy.
3. Liên hệ giữa dây và khoảng cách từ tâm đến dây
· Trong một đường tròn:
– Hai dây bằng nhau thì cách đều tâm.
– Hai dây cách đều tâm thì bằng nhau.
· Trong hai dây của một đường tròn:
– Dây nào lớn hơn thì dây đó gần tâm hơn.
– Dây nào gần tâm hơn thì dây đó lớn hơn.
Bài 1.Cho đường tròn (O; R) và ba dây AB, AC, AD. Gọi M, N lần lượt là hình chiếu của B trên các đường thẳng AC, AD. Chứng minh rằng MN ≤ 2R.
HD: Chứng minh bốn điểm A, B, M, N cùng nằm trên đường tròn đường kính AB Þ MN ≤ AB.
Bài 2.Cho đường tròn (O; R). Vẽ hai dây AB và CD vuông góc với nhau.
Chứng minh rằng: .
HD: .
Bài 3.Cho đường tròn (O; R) và dây AB không đi qua tâm. Gọi M là trung điểm của AB. Qua M vẽ dây CD không trùng với AB. Chứng minh rằng điểm M không là trung điểm của CD.
HD: Dùng phương pháp phản chứng. Giả sử M là trung điểm của CD Þ vô lý.
Bài 4.Cho đường tròn (O; R) đường kính AB. Gọi M là một điểm nằm giữa A và B. Qua M vẽ dây CD vuông góc với AB. Lấy điểm E đối xứng với A qua M.
a) Tứ giác ACED là hình gì? Vì sao?
b) Giả sử . Tính CD.
c)* Gọi H và K lần lượt là hình chiếu của M trên CA và CB. Chứng minh: .
HD: a) ACED là hình thoi b)
c)
Bài 5.Cho đường tròn (O; R) và hai dây AB, CD bằng nhau và vuông góc với nhau tại I. Giả sử . Tính khoảng cách từ tâm O đến mỗi dây.
HD: .
Bài 6.Cho đường tròn (O; R). Vẽ hai bán kính OA, OB. Trên các bán kính OA, OB lần lượt lấy các điểm M, N sao cho OM = ON. Vẽ dây CD đi qua M, N (M ở giữa C và N).
a) Chứng minh CM = DN.
b) Giả sử . Tính OM theo R sao cho .
HD: a) Vẽ OH ^ CD Þ H là trung điểm của CD và MN.
b) Đặt OH = x. C. minh DHOM vuông cân Þ HM = x. Do CM = MN = ND Þ HC = 3x
Þ .
Bài 7.Cho đường tròn (O; R) đường kính AB. Gọi M, N lần lượt là trung điểm của OA, OB. Qua M, N lần lượt vẽ các dây CD và EF song song với nhau (C và E cùng nằm trên một nửa đường tròn đường kính AB).
a) Chứng minh tứ giác CDEF là hình chữ nhật.
b) Giả sử CD và EF cùng tạo với AB một góc nhọn . Tính diện tích hình chữ nhật CDFE.
HD: a) Vẽ OH ^ CD. Đường thẳng OH cắt EF tại K Þ OH = OK Þ CD = EF.
b) . Vì nên CF là đường kính. . .
Bài 8.Cho đường tròn (O) và một dây CD. Từ O kẻ tia vuông góc với CD tại M, cắt (O) tại H. Tính bán kính R của (O) biết: CD = 16cm và MH = 4cm.
Bài 9.Cho đường tròn (O; 12cm) có đường kính CD. Vẽ dây MN qua trung điểm I của OC sao cho góc NID bằng . Tính MN.
III. VỊ TRÍ TƯƠNG ĐỐI CỦA ĐƯỜNG THẲNG VÀ ĐƯỜNG TRÒN
1. Vị trí tương đối của đường thẳng và đường tròn
Cho đường tròn (O; R) và đường thẳng D. Đặt .
|
Khi đường thẳng và đường tròn tiếp xúc nhau thì đường thẳng đgl tiếp tuyến của đường tròn. Điểm chung của đường thẳng và đường tròn đgl tiếp điểm.
2. Dấu hiệu nhận biết tiếp tuyến của đường tròn
· Nếu một đường thẳng là tiếp tuyến của một đường tròn thì nó vuông góc với bán kính đi qua tiếp điểm.
· Nếu một đường thẳng đi qua một điểm của đường tròn và vuông góc với bán kính đi qua điểm đó thì đường thẳng ấy là tiếp tuyến của đường tròn.
3. Tính chất của hai tiếp tuyến cắt nhau
Nếu hai tiếp tuyến của một đường tròn cắt nhau tại một điểm thì:
· Điểm đó cách đều hai tiếp điểm.
· Tia kẻ từ điểm đó đi qua tâm là tia phân giác của góc tạo bởi hai tiếp tuyến.
· Tia kẻ từ tâm đi qua điểm đó là tia phân giác của góc tạo bởi hai bán kính đi qua các tiếp điểm.
4. Đường tròn nội tiếp tam giác
· Đường tròn tiếp xúc với ba cạnh của một tam giác đgl đường tròn nội tiếp tam giác, còn tam giác đgl ngoại tiếp đường tròn.
· Tâm của đường tròn nội tiếp tam giác là giao điểm của các đường phân giác các góc trong tam giác.
5. Đường tròn bàng tiếp tam giác
· Đường tròn tiếp xúc với một cạnh của một tam giác và tiếp xúc với các phần kéo dài của hai cạnh kia đgl đường tròn bàng tiếp tam giác.
· Với một tam giác, có ba đường tròn bàng tiếp.
· Tâm của đường tròn bàng tiếp tam giác trong góc A là giao điểm của hai đường phân giác các góc ngoài tại B và C, hoặc là giao điểm của đường phân giác góc A và đường phân giác ngoài tại B (hoặc C).
Bài 1.Cho tam giác ABC có hai đường cao BD và CE cắt nhau tại H.
a) Chứng minh rằng bốn điểm A, D, H, E cùng nằm trên một đường tròn (gọi tâm của nó là O).
b) Gọi M là trung điểm của BC. Chứng minh rằng ME là tiếp tuyến của đường tròn (O).
HD: a) D, E nằm trên đường tròn đường kính AH.
b) Chứng minh Þ .
Bài 2.Cho đường tròn (O; R) đường kính AB. Vẽ dây AC sao cho . Trên tia đối của tia BA, lấy điểm M sao cho BM = R. Chứng minh rằng:
a) MC là tiếp tuyến của đường tròn (O). b) .
HD: a) Chứng minh DCOM vuông tại C. b) .
Bài 3.Cho tam giác ABC vuông ở A có AB = 8, AC = 15. Vẽ đường cao AH. Gọi D là điểm đối xứng với B qua H. Vẽ đường tròn đường kính CD, cắt AC ở E.
a) Chứng minh rằng HE là tiếp tuyến của đường tròn.
b) Tính độ dài HE.
HD: a) Gọi O và F là lần lượt là trung điểm của CD và AE. Chứng minh DE // AB, HF ^ AE Þ . b) .
Bài 4.Từ một điểm M ở ngoài đường tròn (O), vẽ hai tiếp tuyến MA, MB với đường tròn. Trên tia OB lấy điểm C sao cho BC = BO. Chứng minh rằng .
HD: Chú ý DOMC cân tại M.
Bài 5.Cho đường tròn (O; R) và một điểm A ở ngoài đường tròn. Vẽ các tiếp tuyến AB, AC. Chứng minh rằng khi và chỉ khi .
HD: Chú ý DABO vuông tại B.
Bài 6.Từ một điểm A ở ngoài đường tròn (O; R), vẽ hai tiếp tuyến AB, AC với đường tròn. Đường thẳng vuông góc với OB tại O cắt AC tại N. Đường thẳng vuông góc với OC tại O cắt AB tại M.
a) Chứng minh rằng tứ giác AMON là hình thoi.
b) Điểm A phải cách điểm O một khoảng bao nhiêu để cho MN là tiếp tuyến của (O).
HD: a) Chứng minh ON // AB, OM // AC. b) .
Bài 7.Cho tam giác ABC cân tại A nội tiếp đường tròn (O). Các tiếp tuyến của đường tròn vẽ từ A và C cắt nhau tại M. Trên tia AM lấy điểm D sao cho AD = BC. Chứng minh rằng:
a) Tứ giác ABCD là hình bình hành.
b) Ba đường thẳng AC, BD, OM đồng quy.
HD: a) Chứng minh AD // BC (cùng vuông góc với OA).
b) Gọi E là giao điểm của OM và AC Þ E là trung điểm của AC.
Bài 8.Cho đường tròn (O; r) nội tiếp tam giác ABC vuông tại A. Chứng minh rằng , trong đó p là nửa chu vi tam giác, a là độ dài cạnh huyền.
HD: Gọi D, E, F là các tiếp điểm của (O) với các cạnh tam giác Þ AEOF là hình vuông.
Bài 9.Chứng minh rằng diện tích tam giác ngoại tiếp một đường tròn được tính theo công thức: , trong đó p là nửa chu vi tam giác, r là bán kính đường tròn nội tiếp.
HD: Diện tích tam giác bằng tổng diện tích ba tam giác nhỏ.
Bài 10. Cho đường tròn (O), dây cung CD. Qua O vẽ OH ^ CD tại H, cắt tiếp tuyến tại C của đường tròn (O) tại M. Chứng minh MD là tiếp tuyến của (O).
