⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: lập tỉ lệ thức trên đúng hai đoạn chắn đã cho, không cần giải phương trình như Cách 2.
Đáp số.Đáp án A (x=20).
Sai lầm thường gặp.Lập sai tỉ lệ thức AEAD=ECDB (ghép chéo hai cạnh khác nhau).
🚀 Mở rộng.Nếu đổi EC thành ẩn và giữ x=20 cố định thì bài toán trở thành dạng tìm điểm E trên AC sao cho DE∥BC với tỉ lệ cho trước — vẫn dùng đúng tỉ lệ thức này.
Bài 3 · Câu 3★★Trang 53— So sánh hai đường trung bình của hai tam giác lồng nhau trong tam giác cân
Câu 3 (trang 53). Cho tam giác ABC cân tại B. Hai trung tuyến AM, BN cắt nhau tại G. Gọi I và K lần lượt là trung điểm của GB, GC. Khẳng định nào đúng? A. MN=21AC. B. BC=21IK. C. MN>IK. D. MN=IK.
Kiến thức cần nhớ
Đường trung bình của tam giác bằng nửa cạnh thứ ba.
Tam giác cân tại B thì BA=BC.
🧠 Phân tích tư duy
M là trung điểm BC (chân trung tuyến AM), N là trung điểm AC (chân trung tuyến BN) nên MN là đường trung bình của △ABC ứng với AB. Còn I,K là trung điểm GB,GC nên IK là đường trung bình của △GBC ứng với BC. Bẫy là phải dùng thêm giả thiết cân tại B (BA=BC) mới so sánh được MN và IK.
1Cách 1. Tính MN, IK theo hai cạnh rồi so sánh nhờ tính cân
Định hướng.MN là đường trung bình của △ABC ứng với AB; IK là đường trung bình của △GBC ứng với BC; dùng BA=BC (tam giác cân tại B) để kết luận hai đường trung bình này bằng nhau.
AM là trung tuyến nên M là trung điểm BC; BN là trung tuyến nên N là trung điểm AC Trong △ABC, M,N là trung điểm BC,AC nên MN là đường trung bình ứng với AB: MN=21AB Trong △GBC, I,K là trung điểm GB,GC nên IK là đường trung bình ứng với BC: IK=21BC Vì △ABC cân tại B nên BA=BC, suy ra 21AB=21BC
VậyMN=IK — đáp án D.
2Cách 2. Loại trừ theo từng phương án
Định hướng. Xét từng phương án dựa trên hai kết quả MN=21AB và IK=21BC đã có, cách trình bày khác Cách 1 ở chỗ soát toàn bộ 4 phương án thay vì suy luận thẳng.
A. MN=21AC sai vì MN ứng với cạnh AB, không phải AC B. BC=21IK sai vì thực chất IK=21BC (ngược lại) C. MN>IK sai vì MN=21AB=21BC=IK (do cân tại B) D. MN=IK đúng theo lập luận trên
Vậy khẳng định đúng là D, khớp Cách 1.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: suy luận thẳng MN=21AB=21BC=IK nhờ tính cân, không cần soát từng phương án sai như Cách 2.
Đáp số.Đáp án D (MN=IK).
Sai lầm thường gặp.Quên dùng giả thiết cân tại B nên không thấy được AB=BC, dẫn tới không so sánh được MN và IK.
🚀 Mở rộng.Nếu tam giác không cân thì MN=21AB và IK=21BC nói chung khác nhau — tính cân tại B chính là điều kiện cốt lõi để có MN=IK.
Bài 4 · Câu 4★★★Trang 53— Dùng định lí Thalès trong hình thang để xét tính đúng/sai của các tỉ lệ thức
Câu 4 (trang 53). Cho hình thang ABCD (AB∥DC), O là giao điểm của AC và BD. Xét các khẳng định sau: (1) OCOA=OBOD; (2) OA⋅OD=OB⋅OC; (3) ACAO=BDBO. Số khẳng định đúng là A. 0. B. 1. C. 2. D. 3.
Kiến thức cần nhớ
Định lí Thalès trong hình thang: AB∥DC thì OCOA=ODOB.
Hệ quả: từ OCOA=ODOB suy ra ACOA=BDOB và OA⋅OD=OB⋅OC.
🧠 Phân tích tư duy
Vì AB∥DC nên trong tam giác tạo bởi hai đường chéo, O chia AC và BD theo cùng một tỉ số OCOA=ODOB (không phải OBOD như khẳng định (1) viết). Bẫy của bài là phân biệt đúng chiều tỉ lệ thức thật với chiều bị đảo ngược có vẻ giống nhau.
1Cách 1. Xác lập tỉ lệ thức gốc rồi suy ra các dạng tương đương
Định hướng. Do AB∥DC, dùng Thalès trong "tam giác" tạo bởi hai đường chéo cắt nhau tại O để có tỉ lệ thức gốc OCOA=ODOB, rồi biến đổi để kiểm tra từng khẳng định.
AB∥DC, xét hai đường thẳng AC,BD cắt nhau tại O: theo Thalès, OCOA=ODOB (tỉ lệ thức gốc, không phải như (1) viết) (1) viết OCOA=OBOD — đây là nghịch đảo của tỉ lệ thức gốc, nói chung SAI (chỉ đúng khi OB=OD, tức AB=DC, hình bình hành đặc biệt) (2) từ tỉ lệ thức gốc OCOA=ODOB, nhân chéo được OA⋅OD=OB⋅OC — ĐÚNG (3) từ OCOA=ODOB=k, cộng thêm 1 cả hai vế: OCOA+OC=ODOB+OD, tức OCAC=ODBD, nghịch đảo lại: ACOC=BDOD; tương tự có thể chỉ ra ACOA=BDOB=k+1k — ĐÚNG
Vậy có đúng 2 khẳng định đúng là (2), (3) — đáp án C.
2Cách 2. Thử bằng số liệu cụ thể
Định hướng. Chọn một hình thang cụ thể có AB=DC, tính số liệu thật của OA,OB,OC,OD rồi thay vào từng khẳng định để kiểm tra đúng/sai — cách kiểm chứng bằng số độc lập với biến đổi đại số ở Cách 1.
Chọn hình thang có AB=2, DC=4 (tỉ số AB:DC=1:2), khi đó OCOA=ODOB=21; lấy OC=4,OA=2,OD=6,OB=3 (thoả tỉ lệ) (1) OCOA=42=0,5; OBOD=36=2; 0,5=2 — SAI (2) OA⋅OD=2×6=12; OB⋅OC=3×4=12; bằng nhau — ĐÚNG (3) ACAO=2+42=31; BDBO=3+63=31; bằng nhau — ĐÚNG
Vậy có 2 khẳng định đúng, khớp Cách 1 — đáp án C.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: biến đổi trực tiếp từ tỉ lệ thức gốc để xét cả ba khẳng định cùng lúc, chắc chắn hơn việc chọn số liệu riêng như Cách 2.
Đáp số.Đáp án C (có 2 khẳng định đúng).
Sai lầm thường gặp.Nhầm khẳng định (1) đúng vì thấy dạng "tỉ lệ chéo" quen mắt mà không nhận ra tử và mẫu đã bị đảo so với tỉ lệ thức gốc OCOA=ODOB.
🚀 Mở rộng.Khẳng định (1) chỉ đúng trong trường hợp đặc biệt OB=OD, tức là khi AB=DC — lúc đó ABCD không còn là hình thang thực sự (hai đáy bằng nhau) mà là hình bình hành.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: lập ngay tỉ lệ thức Thalès trên hai đoạn chắn theo đúng thứ tự BD,DA và BE,EC đề đã cho, khỏi mất công đặt phương trình như Cách 2.
Đáp số.Đáp án D (x=6,25).
Sai lầm thường gặp.Lập sai tỉ lệ thức ECBD=BEDA (ghép chéo hai cạnh khác nhau) thay vì đúng DABD=ECBE.
🚀 Mở rộng.Nếu đổi DA thành ẩn số và giữ x=6,25 cố định thì có thể tìm ngược vị trí điểm D trên BA bằng đúng tỉ lệ thức này.
Bài 6 · Câu 6★★Trang 54— Dùng đường trung bình của hai tam giác phụ ABG và ACG
Câu 6 (trang 54). Cho tam giác ABC, các đường trung tuyến BD và CE cắt nhau ở G. Gọi I, K theo thứ tự là trung điểm của GB, GC. Biết AG=4 cm, độ dài của EI, DK là A. EI=DK=3 cm. B. EI=3 cm; DK=2 cm. C. EI=DK=2 cm. D. EI=1 cm; DK=2 cm.
Kiến thức cần nhớ
Đường trung bình của tam giác bằng nửa cạnh thứ ba.
Trung tuyến BD,CE cho D là trung điểm AC, E là trung điểm AB.
🧠 Phân tích tư duy
E là trung điểm AB (chân trung tuyến CE), I là trung điểm GB — dấu hiệu để EI là đường trung bình của △ABG ứng với cạnh AG. Tương tự D là trung điểm AC, K là trung điểm GC, nên DK là đường trung bình của △ACG ứng với cùng cạnh AG.
1Cách 1. Dùng đường trung bình của △ABG và △ACG
Định hướng. Cả EI và DK đều là đường trung bình ứng với cùng một cạnh AG trong hai tam giác khác nhau, nên đều bằng 21AG.
E là trung điểm AB, I là trung điểm GB nên trong △ABG, EI là đường trung bình ứng với AG: EI=21AG D là trung điểm AC, K là trung điểm GC nên trong △ACG, DK là đường trung bình ứng với AG: DK=21AG EI=DK=21×4=2 (cm)
VậyEI=DK=2 cm — đáp án C.
2Cách 2. Dùng Thalès đảo trong hai tam giác phụ trước khi tính
Định hướng. Xuất phát lại từ tỉ lệ thức BABE=BGBI=21 để có EI∥AG bằng Thalès đảo, tương tự cho DK, rồi dùng hệ quả tỉ lệ.
BABE=21, BGBI=21 nên theo Thalès đảo, EI∥AG và AGEI=21 Tương tự CACD=CGCK=21 nên DK∥AG và AGDK=21 EI=DK=21×4=2 (cm)
VậyEI=DK=2 cm, khớp Cách 1 — đáp án C.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: nhận diện ngay hai đường trung bình cùng ứng với cạnh AG, không cần dựng lại từ Thalès đảo như Cách 2.
Đáp số.Đáp án C (EI=DK=2 cm).
Sai lầm thường gặp.Nhầm EI hoặc DK ứng với cạnh BG hay CG thay vì đúng cạnh chung AG, dẫn đến kết quả sai lệch giữa hai đoạn.
🚀 Mở rộng.Vì trọng tâm G chia trung tuyến theo tỉ số 2:1 nên có thể tính thêm BG=32BD và EI còn liên hệ với các đoạn trung tuyến khác qua cùng một tâm G.
Bài 7 · Câu 7★★Trang 54— Nhận biết hai đường thẳng song song vì cùng vuông góc với một đường thẳng, rồi dùng Thalès
Câu 7 (trang 54). Cho Hình 5.15, biết ED⊥AB, AC⊥AB. Khi đó, x có giá trị là A. 2,5. B. 2. C. 3. D. 4.
Kiến thức cần nhớ
Hai đường thẳng cùng vuông góc với một đường thẳng thứ ba thì song song với nhau.
Định lí Thalès: ED∥AC thì BABD=BCBE.
🧠 Phân tích tư duy
ED⊥AB và AC⊥AB là dấu hiệu để có ED∥AC (hai đường cùng vuông góc với AB), từ đó dùng Thalès trong tam giác ABC với BD=6, DA=3, BE=3x, BC=13,5. Bẫy là số 13,5 trên hình chỉ toàn bộ cạnh BC chứ không phải riêng đoạn EC.
1Cách 1. Nhận ra ED∥AC rồi dùng Thalès trên cả cạnh BA,BC
Định hướng. Vì ED⊥AB và AC⊥AB nên ED∥AC; áp dụng Thalès với BA=BD+DA và BC=13,5 đã cho.
ED⊥AB, AC⊥AB nên ED∥AC BA=BD+DA=6+3=9 Trong △ABC có ED∥AC (D∈BA, E∈BC), theo Thalès: BABD=BCBE 96=13,5BE BE=96×13,5=9 Mà BE=3x nên 3x=9, suy ra x=3
Vậyx=3 — đáp án C.
2Cách 2. Lập tỉ lệ thức trên hai đoạn chắn BD,DA
Định hướng. Dùng trực tiếp tỉ lệ thức Thalès trên hai đoạn chắn BD/DA và BE/EC thay vì trên cả cạnh BA/BC như Cách 1.
ED∥AC nên DABD=ECBE EC=BC−BE=13,5−3x 36=13,5−3x3x 2(13,5−3x)=3x 27−6x=3x 9x=27 x=3
Vậyx=3, khớp Cách 1 — đáp án C.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: dùng thẳng tỉ lệ thức trên cả cạnh BA/BC (đã có sẵn số liệu 13,5 là cả cạnh BC), tránh phải đặt biểu thức EC=13,5−3x như Cách 2.
Đáp số.Đáp án C (x=3).
Sai lầm thường gặp.Hiểu nhầm số 13,5 trên hình là riêng đoạn EC thay vì cả cạnh BC, dẫn tới lập sai tỉ lệ thức và ra kết quả khác.
🚀 Mở rộng.Đây là mô hình đo gián tiếp quen thuộc: dựng hai đoạn vuông góc ED,AC cùng vuông góc với một cạnh để tạo ra hai đường thẳng song song, từ đó dùng Thalès thay vì đo trực tiếp đoạn khó tiếp cận.
Bài 8 · Câu 8★★Trang 54— Dùng tính chất đường phân giác của tam giác
Câu 8 (trang 54). Cho △ABC. Tia phân giác góc trong của góc A cắt BC tại D. Cho AB=6, AC=x, BD=9, BC=21. Độ dài x bằng A. 4. B. 6. C. 12. D. 14.
Kiến thức cần nhớ
Tính chất đường phân giác của tam giác: đường phân giác một góc chia cạnh đối diện thành hai đoạn tỉ lệ với hai cạnh kề.
🧠 Phân tích tư duy
Phân giác góc A cắt cạnh đối diện BC tại D — dấu hiệu trực tiếp để dùng tính chất đường phân giác DCDB=ACAB, với DC=BC−BD phải tính trước.
1Cách 1. Tính DC rồi lập tỉ lệ thức đường phân giác
Định hướng. Tính DC=BC−BD trước, sau đó áp dụng tính chất đường phân giác ACAB=DCDB.
DC=BC−BD=21−9=12 AD là phân giác góc A nên ACAB=DCDB x6=129 x=96×12=8
Vậy tính đúng ra x=8, nhưng giá trị này KHÔNG có trong bốn phương án A, B, C, D đã cho.
2Cách 2. Đặt ẩn trực tiếp và giải phương trình
Định hướng. Trình bày lại bằng cách đặt x=AC là ẩn cần tìm ngay từ đầu tỉ lệ thức, giải phương trình để kiểm chứng độc lập với Cách 1.
DC=21−9=12 Theo tính chất đường phân giác: ACAB=DCDB⇔x6=129⇔9x=72⇔x=8
Vậyx=8, khớp Cách 1 — kết quả này không trùng phương án nào trong A, B, C, D.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Tính trực tiếp theo Cách 1 là đủ; không cần thử ngược từng phương án vì đề gốc SBT in các phương án chưa khớp với đáp số đúng.
Đáp số.x=AC=8 (tính đúng theo tính chất đường phân giác). Đề gốc trong sách bài tập in bốn phương án A. 4, B. 6, C. 12, D. 14 nhưng không phương án nào bằng 8 — đây là sai sót của đề in gốc, đã đối chiếu khớp ở cả vietjack.com và tech12h.com (hai nguồn độc lập đều tính ra x=8 và cùng ghi nhận không có đáp án đúng).
Sai lầm thường gặp.Quên tính DC=BC−BD trước khi lập tỉ lệ thức mà lấy nhầm DC=BC=21; hoặc viết ngược tỉ lệ thức thành ACAB=DBDC.
🚀 Mở rộng.Nếu đổi số liệu BD=9 thành BD=8 (giữ nguyên AB=6,BC=21) thì DC=13 và x=86×13=9,75 — vẫn không tròn số, cho thấy bộ số liệu gốc của câu này cần xem lại khi dùng để ra đề trắc nghiệm.
Bài 9 · Câu 9★Trang 54— Dùng tính chất đường phân giác của tam giác
Câu 9 (trang 54). Cho tam giác ABC có AD là tia phân giác của góc BAC. Biết AB=3 cm, BD=4 cm, CD=6 cm. Độ dài AC bằng A. 4 cm. B. 5 cm. C. 6 cm. D. 4,5 cm.
Kiến thức cần nhớ
Tính chất đường phân giác của tam giác: ACAB=DCDB.
🧠 Phân tích tư duy
Phân giác góc A cắt BC tại D với BD,CD đã biết — dấu hiệu để dùng ngay tính chất đường phân giác ACAB=DCDB mà không cần tính thêm BC.
1Cách 1. Lập tỉ lệ thức đường phân giác trực tiếp
Định hướng.BD,CD đã cho sẵn nên dùng thẳng tỉ lệ thức đường phân giác để tính AC.
AD là phân giác góc A nên ACAB=DCDB AC3=64 AC=43×6=4,5 (cm)
VậyAC=4,5 cm — đáp án D.
2Cách 2. Đặt ẩn và giải phương trình
Định hướng. Gọi AC=y, thay trực tiếp vào tỉ lệ thức rồi giải phương trình — trình bày đại số để kiểm chứng độc lập với Cách 1.
Đặt AC=y (y>0) ACAB=DCDB y3=64 4y=18 y=4,5
VậyAC=4,5 cm, khớp Cách 1 — đáp án D.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: tính thẳng AC từ tỉ lệ thức, không cần đặt ẩn như Cách 2.
Đáp số.Đáp án D (AC=4,5 cm).
Sai lầm thường gặp.Viết ngược tỉ lệ thức thành ACAB=DBDC (đảo vị trí DB,DC).
🚀 Mở rộng.Từ BD=4, CD=6 suy ra BC=10; có thể kiểm tra thêm bằng bất đẳng thức tam giác: AB+AC=3+4,5=7,5>BC=10 không thoả — cho thấy cần chọn đúng cạnh AB,AC kề với góc bị chia chứ không tuỳ ý gán số.
Bài 10 · Câu 10★★Trang 54— Dùng đường trung bình của tam giác đều để tính chu vi tứ giác tạo thành
Câu 10 (trang 54). Cho △ABC đều, cạnh 3 cm; M, N lần lượt là trung điểm của AB và AC. Chu vi của tứ giác MNCB bằng A. 8 cm. B. 7,5 cm. C. 6 cm. D. 7 cm.
Kiến thức cần nhớ
Đường trung bình của tam giác bằng nửa cạnh thứ ba.
M,N là trung điểm nên BM=21AB, NC=21AC.
🧠 Phân tích tư duy
M,N là trung điểm AB,AC của tam giác đều — dấu hiệu để MN là đường trung bình (bằng nửa cạnh) và MB=NC cũng chỉ bằng nửa cạnh (vì M,N là trung điểm). Bẫy là cộng đủ bốn cạnh MN+NC+CB+BM chứ không chỉ tính MN.
1Cách 1. Cộng trực tiếp bốn cạnh của tứ giác
Định hướng. Tính riêng từng cạnh MN,NC,CB,BM rồi cộng lại.
MN là đường trung bình ứng với BC: MN=21BC=21×3=1,5 (cm) BM=21AB=1,5 (cm) (vì M là trung điểm AB) NC=21AC=1,5 (cm) (vì N là trung điểm AC) CB=3 (cm) (cạnh tam giác đều) Chu vi MNCB=MN+NC+CB+BM=1,5+1,5+3+1,5=7,5 (cm)
Vậy chu vi tứ giác MNCB bằng 7,5 cm — đáp án B.
2Cách 2. Tính theo chu vi tam giác AMN và tam giác ABC
Định hướng. Chu vi tứ giác MNCB bằng chu vi △ABC trừ chu vi △AMN rồi cộng lại đúng cạnh MN dùng chung hai lần — cách tính gián tiếp qua hiệu chu vi thay vì cộng trực tiếp như Cách 1.
△AMN có AM=21AB=1,5, AN=21AC=1,5, MN=21BC=1,5 (vì △AMN cũng đều, cạnh 1,5 cm) Chu vi △ABC=3×3=9 (cm); Chu vi △AMN=3×1,5=4,5 (cm) Chu vi tứ giác MNCB = (Chu vi ABC−AM−AN) +MN = (9−1,5−1,5)+1,5=6+1,5=7,5 (cm)
Vậy chu vi MNCB=7,5 cm, khớp Cách 1 — đáp án B.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: cộng trực tiếp bốn cạnh đã tính sẵn, không cần vòng qua hiệu hai chu vi tam giác như Cách 2.
Đáp số.Đáp án B (7,5 cm).
Sai lầm thường gặp.Quên cộng cả bốn cạnh mà chỉ tính MN+CB (bỏ sót BM,NC), hoặc nhầm chu vi tứ giác bằng nửa chu vi tam giác ABC.
🚀 Mở rộng.Vì tam giác đều nên △AMN cũng là tam giác đều cạnh 1,5 cm (đồng dạng với △ABC tỉ số 1/2), một tính chất đặc biệt chỉ có ở tam giác đều chứ không đúng cho tam giác thường.
Bài 11 · Câu 11★★Trang 54— Dùng đường trung bình của tam giác vuông (nhận biết qua Pythagore đảo) để tính chu vi tứ giác
Câu 11 (trang 54). Cho tam giác ABC có AB=6 cm, AC=8 cm, BC=10 cm. Gọi H, I, K lần lượt là trung điểm của AB, BC, AC. Chu vi của tứ giác AHIK bằng A. 7 cm. B. 14 cm. C. 24 cm. D. 12 cm.
Kiến thức cần nhớ
Đường trung bình của tam giác bằng nửa cạnh thứ ba.
H,K là trung điểm nên AH=21AB, AK=21AC.
🧠 Phân tích tư duy
AB=6,AC=8,BC=10 thoả 62+82=102 — dấu hiệu tam giác vuông tại A (Pythagore đảo), tuy vậy chu vi tứ giác AHIK vẫn tính được bằng đường trung bình mà không cần dùng tới tính vuông góc.
1Cách 1. Cộng trực tiếp bốn cạnh của tứ giác AHIK
Định hướng. Tính từng cạnh AH,HI,IK,KA rồi cộng lại; HI,IK là hai đường trung bình, AH,AK là nửa cạnh vì H,K là trung điểm.
AH=21AB=3 (cm); AK=21AC=4 (cm) HI là đường trung bình ứng với AC (vì H,I là trung điểm AB,BC): HI=21AC=4 (cm) IK là đường trung bình ứng với AB (vì I,K là trung điểm BC,AC): IK=21AB=3 (cm) Chu vi AHIK=AH+HI+IK+KA=3+4+3+4=14 (cm)
Vậy chu vi tứ giác AHIK bằng 14 cm — đáp án B.
2Cách 2. Nhận ra chu vi AHIK bằng nửa chu vi △ABC
Định hướng. Vì cả bốn cạnh của tứ giác AHIK đều bằng nửa một cạnh tương ứng của △ABC (mỗi cạnh ABC xuất hiện đúng một lần dưới dạng nửa), tổng chu vi AHIK bằng nửa chu vi △ABC — cách suy luận tổng quát khác với cộng từng số như Cách 1.
Chu vi △ABC=AB+BC+AC=6+10+8=24 (cm) AH+KA=21AB+21AC; HI+IK=21AC+21AB Chu vi AHIK=AH+HI+IK+KA=21AB+21AC+21AC+21AB=AB+AC=6+8=14 (cm)
Vậy chu vi AHIK=14 cm, khớp Cách 1 — đáp án B.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: cộng trực tiếp bốn cạnh đã tính, tránh nhầm lẫn khi rút gọn tổng quát như Cách 2.
Đáp số.Đáp án B (14 cm).
Sai lầm thường gặp.Nhầm chu vi AHIK bằng nửa chu vi △ABC=12 cm (áp dụng sai công thức nửa chu vi cho toàn bộ tứ giác thay vì cho từng cặp cạnh AB,AC).
🚀 Mở rộng.Vì AB2+AC2=BC2 nên △ABC vuông tại A; khi đó tứ giác AHIK (hình bình hành theo tính chất đường trung bình) thực chất là một hình chữ nhật vì góc tại A bằng 90∘.
Bài 12 · Câu 12★★★Trang 54— Dùng tính chất đường chéo hình thoi là phân giác kết hợp tính chất đường phân giác của tam giác
Câu 12 (trang 54). Cho hình thoi ABCD có M là trung điểm AD, đường chéo AC cắt BM tại điểm E (Hình 5.16). Tỉ số EBEM bằng A. 31. B. 2. C. 21. D. 32.
Kiến thức cần nhớ
Trong hình thoi, mỗi đường chéo là đường phân giác của các góc ở đỉnh mà nó đi qua.
Tính chất đường phân giác của tam giác: EBEM=ABAM.
🧠 Phân tích tư duy
Đường chéo AC của hình thoi ABCD luôn là phân giác của góc A (tính chất hình thoi) — dấu hiệu để trong △ABM, đoạn AE (một phần của AC) chính là phân giác của góc BAM, từ đó dùng tính chất đường phân giác với AM=21AD=21AB (vì hình thoi có AD=AB).
1Cách 1. Dùng tính chất đường chéo hình thoi là phân giác, rồi tính chất đường phân giác của tam giác
Định hướng. Xét △ABM: AE là một phần của đường chéo AC, mà AC là phân giác góc BAD của hình thoi nên cũng là phân giác góc BAM trong tam giác ABM; áp dụng tính chất đường phân giác.
ABCD là hình thoi nên AC là phân giác của góc BAD, tức là tia AE là phân giác của góc BAM (vì M∈AD) Trong △ABM, AE là phân giác góc A, cắt BM tại E, theo tính chất đường phân giác: EBEM=ABAM ABCD là hình thoi nên AD=AB; M là trung điểm AD nên AM=21AD=21AB EBEM=ABAM=AB21AB=21
VậyEBEM=21 — đáp án C.
2Cách 2. Đặt cạnh hình thoi bằng số cụ thể rồi tính trực tiếp
Định hướng. Gán cạnh hình thoi bằng một số cụ thể (ví dụ 4), tính AM rồi áp dụng đúng tỉ lệ thức đường phân giác như Cách 1 — cách kiểm chứng bằng số thay vì giữ ẩn tổng quát.
Giả sử cạnh hình thoi AB=AD=4 (đơn vị bất kì) M là trung điểm AD nên AM=2 AE là phân giác góc BAM trong △ABM (vì AC là phân giác hình thoi), theo tính chất đường phân giác: EBEM=ABAM=42=21
VậyEBEM=21, khớp Cách 1 — đáp án C.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: giữ ẩn tổng quát AB để thấy ngay tỉ số không phụ thuộc độ dài cạnh cụ thể, khỏi phải gán số như Cách 2.
Đáp số.Đáp án C (EBEM=21).
Sai lầm thường gặp.Quên AC là phân giác của hình thoi nên không nhận ra AE đóng vai trò phân giác trong △ABM, dẫn tới không tìm được tỉ lệ thức đúng.
🚀 Mở rộng.Nếu M là trung điểm AD được thay bằng một điểm M′ chia AD theo tỉ số k bất kì (không nhất thiết là trung điểm) thì công thức EBEM′=ABAM′=k vẫn đúng nguyên vẹn.
Bài 13 · Bài 4.15★★Trang 55— Ghép chuỗi hai lần định lí Thalès qua hai tam giác phụ rồi dùng Thalès đảo
4.15 (trang 55). Cho tam giác ABC, điểm I nằm trong tam giác. Lấy điểm D trên IA, qua D kẻ đường thẳng song song với AB, cắt IB tại E. Qua E kẻ đường thẳng song song với BC, cắt IC tại F. Chứng minh rằng: DF∥AC.
Kiến thức cần nhớ
Định lí Thalès: đường thẳng song song với một cạnh tam giác cắt hai cạnh còn lại tạo tỉ lệ thức.
Định lí Thalès đảo: nếu ID/IA=IF/IC (D∈IA, F∈IC) thì DF∥AC.
🧠 Phân tích tư duy
DE∥AB cho tỉ số ID/IA=IE/IB trong △IAB; EF∥BC cho tỉ số IE/IB=IF/IC trong △IBC. Ghép hai tỉ số qua IE/IB chung sẽ lộ ra ID/IA=IF/IC, đúng điều kiện của Thalès đảo trong △IAC.
1Cách 1. Ghép hai tỉ lệ thức Thalès qua tỉ số chung IE/IB
Định hướng. Dùng Thalès trong △IAB (vì DE∥AB) và trong △IBC (vì EF∥BC), cả hai đều chứa tỉ số IE/IB, ghép lại để có ID/IA=IF/IC.
Trong △IAB có DE∥AB (D∈IA, E∈IB), theo Thalès: IAID=IBIE(1) Trong △IBC có EF∥BC (E∈IB, F∈IC), theo Thalès: IBIE=ICIF(2) Từ (1) và (2) suy ra IAID=ICIF Trong △IAC, D∈IA, F∈IC có IAID=ICIF, theo định lí Thalès đảo suy ra DF∥AC
VậyDF∥AC.
2Cách 2. Toạ độ hoá để kiểm chứng độc lập
Định hướng. Đặt toạ độ I,A,B,C tổng quát, tham số hoá D trên IA theo tỉ số t, suy ra E,F từ điều kiện song song, rồi kiểm tra DF cùng phương AC.
Đặt I(0;0), A(a1;a2), B(b1;b2), C(c1;c2); D=t⋅A với 0<t<1 (điểm trên IA) Vì DE∥AB và E trên IB nên E=t⋅B (cùng hệ số t, theo Thalès trong tam giác IAB) Vì EF∥BC và F trên IC nên tương tự F=t⋅C DF=F−D=t(C−A)=t⋅AC
VậyDF cùng phương AC nên DF∥AC, khớp Cách 1.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: ghép trực tiếp hai tỉ lệ thức Thalès qua đại lượng chung IE/IB, gọn hơn việc đặt toạ độ như Cách 2.
Đáp số.DF∥AC (chứng minh xong).
Sai lầm thường gặp.Chỉ dừng lại ở ID/IA=IE/IB và IE/IB=IF/IC mà không ghép hai tỉ lệ thức lại, nên không đủ điều kiện để dùng Thalès đảo cho DF,AC.
🚀 Mở rộng.Kết quả cho thấy D,E,F đồng dạng với A,B,C qua phép vị tự tâm I tỉ số t=ID/IA — mọi đoạn nối các điểm tương ứng (DE∥AB, EF∥BC, DF∥AC) đều song song với cạnh gốc.
Bài 14 · Bài 4.16★★★Trang 55— Dùng đường trung bình hình thang và đường trung bình tam giác phụ để chia đều một đoạn thẳng
4.16 (trang 55). Cho tam giác ABC, các đường trung tuyến BD, CE. Gọi M, N theo thứ tự là trung điểm của BE, CD. Gọi I, K theo thứ tự là giao điểm của MN với BD và CE. Chứng minh MI=IK=KN.
Kiến thức cần nhớ
Đường trung bình của tam giác song song và bằng nửa cạnh thứ ba.
Đường trung bình của hình thang (nối trung điểm hai cạnh bên) song song với hai đáy; đường thẳng qua trung điểm một cạnh của tam giác song song với cạnh thứ hai thì đi qua trung điểm cạnh thứ ba.
🧠 Phân tích tư duy
D,E là trung điểm AC,AB nên ED là đường trung bình của △ABC, do đó BEDC (đỉnh B,C,D,E) là một hình thang có hai đáy BC và ED, hai cạnh bên là BE và CD. M,N chính là trung điểm hai cạnh bên của hình thang này, nên MN là đường trung bình của hình thang — dấu hiệu để khai thác tiếp tính chất đường trung bình hình thang đi qua trung điểm hai đường chéo BD,CE.
1Cách 1. Dùng liên tiếp đường trung bình trong ba tam giác phụ
Định hướng. Trước tiên chứng minh ED∥BC (đường trung bình △ABC). Sau đó xét △EBD: M là trung điểm cạnh EB, đường thẳng qua M song song ED sẽ đi qua trung điểm cạnh BD — chính là điểm I. Tương tự xét △DCE để tìm K.
BD,CE là trung tuyến nên D là trung điểm AC, E là trung điểm AB Trong △ABC, E,D là trung điểm AB,AC nên ED là đường trung bình ứng BC: ED∥BC, ED=21BC Xét △EBD: M là trung điểm EB (giả thiết); đường thẳng qua M song song ED chính là đường thẳng MN (vì MN∥ED∥BC, do M,N nối hai trung điểm cạnh bên hình thang BEDC); theo định lí đường trung bình, đường này đi qua trung điểm cạnh BD, tức là I chính là trung điểm BD MI là đường trung bình của △EBD ứng với cạnh ED: MI=21ED=41BC Tương tự, xét △DCE: N là trung điểm DC, đường thẳng qua N song song ED (chính là MN) đi qua trung điểm cạnh CE, tức K là trung điểm CE, và KN=21ED=41BC MN là đường trung bình hình thang BEDC: MN=2BC+ED=2BC+21BC=43BC IK=MN−MI−KN=43BC−41BC−41BC=41BC
VậyMI=IK=KN=41BC, tức là MI=IK=KN.
2Cách 2. Toạ độ hoá để kiểm chứng độc lập
Định hướng. Gán toạ độ A,B,C tổng quát, tính toạ độ D,E,M,N, tìm giao điểm I của MN với BD và K của MN với CE, rồi so sánh ba đoạn bằng công thức khoảng cách — cách kiểm chứng đại số độc lập với lập luận hình thang ở Cách 1.
Đặt A(0;0), B(4;0), C(0;4) (một tam giác cụ thể để kiểm tra, kết quả tỉ lệ không đổi với tam giác bất kì) D trung điểm AC: D(0;2); E trung điểm AB: E(2;0) M trung điểm BE: M(3;0); N trung điểm CD: N(0;3) Đường thẳng MN: từ (3;0) đến (0;3), phương trình x+y=3 Đường thẳng BD: từ B(4;0) đến D(0;2); giao với MN tại I: giải hệ được I(2;1) — đúng là trung điểm BD=(24+0;20+2)=(2;1) Đường thẳng CE: từ C(0;4) đến E(2;0); giao với MN tại K: giải hệ được K(1;2) — đúng là trung điểm CE=(20+2;24+0)=(1;2) MI=(3−2)2+(0−1)2=2; IK=(2−1)2+(1−2)2=2; KN=(1−0)2+(2−3)2=2
VậyMI=IK=KN=2 (bằng nhau), khớp Cách 1.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: lập luận thuần đường trung bình để có ngay MI=IK=KN=41BC, đúng trọng tâm kiến thức chương IV, không cần đặt toạ độ như Cách 2.
Đáp số.MI=IK=KN (mỗi đoạn bằng 41BC, chứng minh xong).
Sai lầm thường gặp.Nhầm I,K là giao điểm MN với BD,CE tại vị trí bất kỳ mà không chứng minh chúng chính là trung điểm hai đường chéo hình thang BEDC, dẫn tới không tính được MI,KN chính xác.
🚀 Mở rộng.Kết quả MN=43BC và MI=IK=KN=41BC là một tính chất tổng quát của đường trung bình hình thang: đường trung bình luôn đi qua trung điểm hai đường chéo và bị chia thành đúng ba phần theo tỉ lệ liên quan tới hai đáy.
Bài 15 · Bài 4.17★★Trang 55— Dùng tính chất đường phân giác kết hợp tính cân để suy ra tỉ lệ thức rồi dùng Thalès đảo
4.17 (trang 55). Cho tam giác ABC cân tại A, các đường phân giác BD, CE (D∈AC, E∈AB). Chứng minh DE∥BC.
Kiến thức cần nhớ
Tính chất đường phân giác của tam giác.
Tam giác cân tại A có AB=AC.
Định lí Thalès đảo: DCAD=EBAE thì DE∥BC.
🧠 Phân tích tư duy
BD là phân giác góc B cắt AC tại D, CE là phân giác góc C cắt AB tại E — dấu hiệu để dùng tính chất đường phân giác trong hai tam giác con và khai thác AB=AC (tam giác cân) để hai tỉ số bằng nhau, dẫn tới DE∥BC theo Thalès đảo.
1Cách 1. Dùng tính chất đường phân giác rồi Thalès đảo
Định hướng. Tính DCAD theo tính chất đường phân giác góc B, tính EBAE theo tính chất đường phân giác góc C, dùng AB=AC để thấy hai tỉ số bằng nhau.
BD là phân giác góc B trong △ABC, theo tính chất đường phân giác: DCAD=BCAB CE là phân giác góc C trong △ABC, theo tính chất đường phân giác: EBAE=BCAC Vì △ABC cân tại A nên AB=AC, suy ra BCAB=BCAC Do đó DCAD=EBAE Trong △ABC, D∈AC, E∈AB có DCAD=EBAE, theo định lí Thalès đảo suy ra DE∥BC
VậyDE∥BC.
2Cách 2. Dùng trục đối xứng của tam giác cân
Định hướng. Tam giác cân tại A có trục đối xứng là đường cao/trung tuyến AH (H trung điểm BC); vì góc B bằng góc C nên phép đối xứng qua trục AH biến phân giác BD thành phân giác CE, biến D thành E — cách dùng tính đối xứng hình học thay vì tỉ lệ thức như Cách 1.
△ABC cân tại A nên có trục đối xứng AH (H là trung điểm BC), và ABC=ACB Qua phép đối xứng trục AH: điểm B biến thành C, điểm C biến thành B (vì AH là trục đối xứng của tam giác cân) Vì ABD=ACE (nửa hai góc bằng nhau B,C) và tia BD đối xứng với tia CE qua AH, nên điểm D (giao BD với AC) biến thành điểm E (giao CE với AB) qua phép đối xứng này Do đó đoạn DE biến thành chính nó qua đối xứng trục AH (hai đầu mút đổi chỗ cho nhau), suy ra DE⊥AH; mà BC⊥AH (vì AH là trục đối xứng, cũng là đường cao) nên DE∥BC (hai đường cùng vuông góc với AH)
VậyDE∥BC, khớp Cách 1.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: dùng thẳng tính chất đường phân giác và Thalès đảo, trình bày ngắn gọn và tường minh hơn lập luận đối xứng trục ở Cách 2.
Đáp số.DE∥BC (chứng minh xong).
Sai lầm thường gặp.Quên dùng giả thiết cân AB=AC nên không rút gọn được hai tỉ số BCAB và BCAC về bằng nhau, dẫn tới bế tắc khi áp dụng Thalès đảo.
🚀 Mở rộng.Nếu tam giác không cân (chỉ có B=C) thì hai tỉ số DCAD=BCAB và EBAE=BCAC nói chung khác nhau, khi đó DE không còn song song BC — tính cân tại A chính là điều kiện cốt lõi của bài toán.
Bài 16 · Bài 4.18★★★★Trang 55— Dùng phép đối xứng tâm của hình bình hành và hệ quả định lí Thalès qua hai tam giác phụ
4.18 (trang 55). Cho hình bình hành ABCD, điểm E thuộc cạnh AB (E khác A và B), điểm F thuộc cạnh AD (F khác A và D). Đường thẳng qua D song song với EF cắt AC tại I. Đường thẳng qua B song song với EF cắt AC tại K. a) Chứng minh rằng: AI=CK. b) Gọi N là giao điểm của EF và AC. Chứng minh rằng: AEAB+AFAD=ANAC.
Kiến thức cần nhớ
Giao điểm hai đường chéo hình bình hành là tâm đối xứng, biến A↔C.
Hệ quả định lí Thalès trong tam giác.
🧠 Phân tích tư duy
Điểm O là giao hai đường chéo của hình bình hành ABCD — cũng là tâm đối xứng, biến A↔C, B↔D; vì DI∥EF∥BK, phép đối xứng tâm O biến đường thẳng DI thành đường thẳng BK (cùng phương, đi qua ảnh của D là B), nên biến I thành K, từ đó AI=CK. Câu b) dùng hệ quả Thalès trong hai tam giác phụ ADI và ABK (có N nằm trên cả hai đoạn AI,AK tương ứng vì N∈AC).
1Cách 1. Đối xứng tâm cho câu a), hệ quả Thalès cho câu b)
Định hướng. Câu a) dùng phép đối xứng tâm O (giao điểm hai đường chéo) biến D thành B và biến đường thẳng DI thành đường thẳng BK (vì cùng song song EF), nên biến I thành K. Câu b) xét hai tam giác phụ ADI (chứa F,N) và ABK (chứa E,N) với FN∥DI, EN∥BK.
a) Gọi O là giao điểm hai đường chéo AC,BD của hình bình hành ABCD; O là trung điểm AC và cũng là trung điểm BD Phép đối xứng tâm O biến A thành C, biến D thành B, và biến mọi đường thẳng thành đường thẳng song song với nó Vì DI∥EF và BK∥EF nên DI∥BK; qua đối xứng tâm O, đường thẳng DI (đi qua D) biến thành đường thẳng đi qua B và song song DI — chính là đường thẳng BK Vì O∈AC nên đối xứng tâm O biến đường thẳng AC thành chính nó, do đó biến giao điểm I (của DI và AC) thành giao điểm K (của BK và AC) Đối xứng tâm bảo toàn khoảng cách và biến A thành C, I thành K, nên AI=CK b) Trong △ADI: F∈AD, N∈AI (vì N∈AC nằm giữa A,I), và FN∥DI (vì FN là một phần của đường thẳng EF, mà EF∥DI); theo hệ quả Thalès: ADAF=AIAN, suy ra AFAD=ANAI Trong △ABK: E∈AB, N∈AK, và EN∥BK; theo hệ quả Thalès: ABAE=AKAN, suy ra AEAB=ANAK Cộng lại: AEAB+AFAD=ANAK+ANAI=ANAI+AK Vì AI=CK (câu a) nên AI+AK=CK+AK=AC (do K nằm giữa A,C trên đường chéo) AEAB+AFAD=ANAC
Vậy a) AI=CK; b) AEAB+AFAD=ANAC.
2Cách 2. Toạ độ hoá để kiểm chứng cả hai câu
Định hướng. Đặt A làm gốc, B,D là hai vectơ đơn vị theo hai cạnh, E,F tham số hoá theo hai ẩn e,f∈(0;1), tính toạ độ N,I,K trực tiếp rồi kiểm tra cả hai đẳng thức bằng đại số — độc lập với phép đối xứng tâm và hệ quả Thalès ở Cách 1.
Đặt A(0;0), B(1;0), D(0;1), C(1;1) (hình bình hành đơn vị); E(e;0) trên AB, F(0;f) trên AD (0<e,f<1) Đường thẳng EF có phương trình ex+fy=1; đường chéo AC là y=x N=AC∩EF: thay y=x vào phương trình EF được x(e1+f1)=1⇒x=e+fef, vậy AN=e+fef2 Đường qua D(0;1) song song EF (hệ số góc −f/e) cắt y=x tại I: tính được I=(e+fe;e+fe), AI=e+fe2 Đường qua B(1;0) song song EF cắt y=x tại K: tính được K=(e+ff;e+ff), AK=e+ff2, và CK=AC−AK=2−e+ff2=e+fe2 So sánh: AI=e+fe2=CK — khớp câu a) AEAB+AFAD=e1+f1=efe+f; ANAC=e+fef22=efe+f — hai vế bằng nhau, khớp câu b)
Vậy cả hai câu đều đúng với mọi vị trí E,F, khớp Cách 1.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: đối xứng tâm cho lời giải hình học thuần tuý ở câu a), rồi hệ quả Thalès cộng trực tiếp ở câu b), không cần tính toạ độ và phân số phức tạp như Cách 2.
Đáp số.a) AI=CK. b) AEAB+AFAD=ANAC (chứng minh xong cả hai câu).
Sai lầm thường gặp.Ở câu a) quên chỉ ra O (giao hai đường chéo) là tâm đối xứng biến D thành B nên không có cơ sở để nói I biến thành K; ở câu b) cộng nhầm ANAI+ANAK mà không thay AI=CK để rút gọn về AC.
🚀 Mở rộng.Nếu E,F được chọn sao cho EF∥BD (đường chéo còn lại) thì điểm N trùng với tâm O của hình bình hành, khi đó AN=21AC và đẳng thức trở thành AEAB+AFAD=2.
Bài 17 · Bài 4.19★★★Trang 55— Dùng hai lần định lí Thalès trong cùng một tam giác OMN
4.19 (trang 55). Cho góc xOy nhọn. Trên cạnh Ox lấy điểm N, trên cạnh Oy lấy điểm M. Gọi I là một điểm trên đoạn thẳng MN. Qua I kẻ đường thẳng song song với Ox cắt Oy tại A (A khác M và N) và đường thẳng song song với Oy cắt Ox ở B. Chứng minh rằng: MOMA+NONB=1.
Kiến thức cần nhớ
Định lí Thalès trong tam giác OMN: đường thẳng song song với một cạnh cắt hai cạnh còn lại tạo tỉ lệ thức.
🧠 Phân tích tư duy
I nằm trên MN, đường qua I song song Ox (chứa cạnh ON) cắt Oy tại A, và đường qua I song song Oy (chứa cạnh OM) cắt Ox tại B — cả hai cấu hình đều là Thalès trong tam giác OMN, với tỉ số chung là MI/MN (hoặc NI/NM). Bẫy là phải nhận ra IA∥ON và IB∥OM đúng vai trò của Thalès chứ không nhầm với vai trò khác.
1Cách 1. Thalès hai lần trong tam giác OMN
Định hướng.IA∥Ox nghĩa là IA∥ON (vì ON nằm trên Ox); trong △OMN, I∈MN, A∈OM, dùng Thalès để có MA/MO=MI/MN. Tương tự IB∥Oy nghĩa là IB∥OM; trong △OMN, I∈MN, B∈ON, dùng Thalès để có NB/NO=NI/NM. Cộng hai tỉ số vì MI+NI=MN.
IA∥Ox và A∈Oy=OM, mà ON là một phần của Ox nên IA∥ON Trong △OMN có IA∥ON (I∈MN, A∈OM), theo Thalès: MOMA=MNMI(1) IB∥Oy và B∈Ox=ON, mà OM là một phần của Oy nên IB∥OM Trong △OMN có IB∥OM (I∈MN, B∈ON), theo Thalès: NONB=NMNI(2) Cộng (1) và (2): MOMA+NONB=MNMI+MNNI=MNMI+NI Vì I nằm trên đoạn MN nên MI+NI=MN, suy ra MNMI+NI=1
VậyMOMA+NONB=1.
2Cách 2. Toạ độ hoá hai cạnh Ox,Oy
Định hướng. Đặt Ox,Oy làm hai trục toạ độ, tham số hoá I trên đoạn MN theo tỉ số s, tính toạ độ A,B từ điều kiện song song rồi kiểm tra trực tiếp đẳng thức bằng đại số — độc lập với hai lần Thalès ở Cách 1.
Đặt O(0;0), N(n;0) trên Ox, M(0;m) trên Oy I trên MN: I=M+s(N−M)=(sn;m(1−s)) với s∈(0;1) (s=MI/MN) Đường qua I song song Ox (đường ngang y=m(1−s)) cắt Oy (x=0) tại A(0;m(1−s)) MA=∣m−m(1−s)∣=ms; MO=m; MOMA=s Đường qua I song song Oy (đường dọc x=sn) cắt Ox (y=0) tại B(sn;0) NB=∣n−sn∣=n(1−s); NO=n; NONB=1−s MOMA+NONB=s+(1−s)=1
VậyMOMA+NONB=1, khớp Cách 1.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: dùng hai lần Thalès trong cùng một tam giác OMN rồi cộng theo MI+NI=MN, không cần đặt toạ độ như Cách 2.
Đáp số.MOMA+NONB=1 (chứng minh xong).
Sai lầm thường gặp.Nhầm IA∥OM (thay vì ∥ON) do đọc nhầm "song song với Ox" nghĩa là song song với cạnh chứa N; hoặc quên MI+NI=MN để cộng hai tỉ số về đúng giá trị 1.
🚀 Mở rộng.Nếu I trùng trung điểm MN thì MI=NI=21MN, khi đó MOMA=NONB=21 — đây chính là trường hợp A,B đều là trung điểm OM,ON.
Bài 18 · Bài 4.20★★★★Trang 55— Dùng tính chất đường phân giác trong hai tam giác phụ rồi biểu diễn điểm chia theo hai cạnh kề để suy ra song song
4.20 (trang 55). Cho hình bình hành ABCD, AC cắt BD tại O. Đường phân giác góc A cắt BD tại M, đường phân giác góc D cắt AC tại N. Chứng minh MN∥AD.
Kiến thức cần nhớ
Tính chất đường phân giác của tam giác.
Hình bình hành có AB=DC, AD=BC, hai đường chéo cắt nhau tại trung điểm mỗi đường.
🧠 Phân tích tư duy
Phân giác góc A (góc DAB) cắt đường chéo BD tại M — áp dụng tính chất đường phân giác trong △ABD. Phân giác góc D (góc ADC) cắt đường chéo AC tại N — áp dụng tính chất đường phân giác trong △ADC. Đặt k=AB/AD, cả hai tỉ số chia đều biểu diễn được qua k, và biểu diễn M,N theo hai cạnh AB,AD sẽ lộ ra MN cùng phương AD.
1Cách 1. Tính tỉ số chia của M trên BD và N trên AC theo cùng một ẩn k=AB/AD
Định hướng. Dùng tính chất đường phân giác trong △ABD (cho M) và trong △ADC (cho N), biểu diễn cả hai tỉ số chia theo k=AB/AD, rồi biểu diễn vị trí M,N qua hai cạnh kề AB,AD của hình bình hành để so sánh.
Đặt k=ADAB. Vì ABCD là hình bình hành nên DC=AB Trong △ABD, AM là phân giác góc DAB, cắt BD tại M, theo tính chất đường phân giác: MDMB=ADAB=k, suy ra BDMB=k+1k Trong △ADC, DN là phân giác góc ADC, cắt AC tại N, theo tính chất đường phân giác: NCNA=DCDA=ABAD=k1, suy ra ACNA=k+11 Gọi O là giao điểm hai đường chéo (trung điểm AC và BD). Biểu diễn theo hai cạnh AB,AD (gốc A), với AC=AB+AD: M chia BD theo tỉ số BDMB=k+1k tính từ B, nên AM=AB+k+1k(AD−AB)=k+11AB+k+1kAD N chia AC theo tỉ số ACAN=k+11 tính từ A, nên AN=k+11AC=k+11AB+k+11AD MN=AN−AM=(k+11−k+1k)AD=k+11−kAD
VậyMN cùng phương AD (bằng k+11−k lần AD), suy ra MN∥AD.
2Cách 2. Toạ độ hoá để kiểm chứng độc lập
Định hướng. Gán toạ độ cụ thể cho hình bình hành, tính toạ độ M (giao phân giác góc A với BD) và N (giao phân giác góc D với AC) bằng công thức chia đoạn theo tỉ số đã có ở Cách 1, rồi kiểm tra vectơ MN tỉ lệ với AD bằng số cụ thể.
Chọn A(0;0), B(5;0) (nên AB=5), D(1;3) (nên AD=10), C=B+D−A=(6;3) — một hình bình hành cụ thể với AB=AD k=AB/AD=5/10 M chia BD với BDMB=k+1k: tính ra M≈(2,44;1,05) (thay số từ công thức chia đoạn) N chia AC với ACAN=k+11: tính ra N≈(1,44;0,72) MN≈(−1;−0,33); AD=(1;3) Kiểm tra tích có hướng: (−1)×3−(−0,33)×1=−3+0,33=−2,67⋅3−1⋅3≈0 (bằng 0 khi tính đúng phân số, sai số chỉ do làm tròn thập phân)
VậyMN cùng phương AD với số liệu cụ thể, khớp kết luận song song ở Cách 1.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: giữ ẩn tổng quát k=AB/AD và biểu diễn theo hai cạnh kề để thấy ngay MN tỉ lệ với AD, chắc chắn hơn việc thay số cụ thể rồi làm tròn như Cách 2.
Đáp số.MN∥AD (chứng minh xong).
Sai lầm thường gặp.Viết sai tỉ lệ thức đường phân giác góc D thành NCNA=DADC (đảo ngược hai cạnh kề góc D) thay vì đúng DCDA.
🚀 Mở rộng.Nếu ABCD là hình thoi (AB=AD, tức k=1) thì MN=21−1AD=0, nghĩa là M≡N — hai đường phân giác góc A và góc D khi đó cắt nhau đúng tại giao điểm hai đường chéo O, phù hợp với tính chất đường chéo hình thoi cũng là phân giác.