Cho tam giác ABCΔABC vuông tại A (AB < AC) và đường cao AH. Từ H kẻ HE
Câu hỏi:
Cho ΔABCΔABC vuông tại A (AB < AC) và đường cao AH. Từ H kẻ HE ⊥ AB, HF ⊥ AC (E ∈ AB; F ∈ AC).
a) Chứng minh tứ giác AEHF là hình chữ nhật.
b) Gọi D là điểm đối xứng của A qua F. Chứng minh DHEF là hình bình hành.
c) Gọi I là giao điểm của EF và AH; M là trung điểm của BC. Qua A kẻ tia Ax vuông góc với đường thẳng MI cắt tia CB tại K. Chứng minh 4 điểm K, E, I, F thẳng hàng.
Trả lời:
a) Chứng minh tứ giác AEHF là hình chữ nhật.
ΔABC vuông tại A ⇒ \(\widehat {BAC}\)= 90°
Vì HE⊥AB, HF⊥AC nên \(\widehat {HEA}\)= 90°, \(\widehat {HFA}\)= 90°
Xét tứ giác AEHF ta có:
\(\widehat {HEA} = \widehat {HFA} = \widehat {EAF}\)= 90°
Suy ra, tứ giác AEHF là hình chữ nhật (dấu hiệu nhận biết).
b) Gọi D là điểm đối xứng của A qua F.
Vì AEHF là hình chữ nhật suy ra EH // AF và EH = AF (tính chất của hình chữ nhật)
Vì D là tâm đối xứng của A qua F nên F là trung điểm của AD. Suy ra, AF = FD.
Do đó, EH // FD và EH = FD.
Suy ra, DHEF là hình bình hành (dấu hiệu nhận biết)
c)
+) Vì I là giao điểm của EF và AH nên ba điểm E, I, F thẳng hàng.
+) Gọi O là giao điểm của EF và AM.
Vì AM là đường trung tuyến của ΔABCΔABC nên AM = MC suy ra ΔAMC cân tại M. Do đó, \(\widehat {MAC} = \widehat {MCA}\)
Vì EHFA là hình chữ nhật, có I là giao điểm hai đường chéo nên ta có \(\widehat {IAF} = \widehat {IFA}\)
Xét ΔAHC ta có: \(\widehat {HAC} + \widehat {HCA} = 90^\circ \) hay \(\widehat {IAF} + \widehat {MCA} = 90^\circ \)
⇒ \(\widehat {IAF} + \widehat {MAC} = 90^\circ \) hay \(\widehat {OAF} + \widehat {OFA} = 90^\circ \)
Xét ΔOAF có: \(\widehat {OAF} + \widehat {OFA} = 90^\circ \)⇒ \(\widehat {AOF} = 90^\circ \)
⇒ EF vuông góc với AM tại O hay IF vuông góc với AM tại O.
+) Xét ΔKAM ta có:
GM ⊥ KA tại G
AH ⊥ KM tại H
Mà I là giao điểm của AH và GM nên I là trực tâm của ΔKAM.
⇒ KI ⊥ AM mà IF ⊥ AM
⇒ K, I, F thẳng hàng.
Ta có:
Ba điểm E, I, F thẳng hàng.
Ba điểm K, I, F thẳng hàng.
⇒ Bốn điểm I, K, E, F thẳng hàng.