Hiển thị các bài đăng có nhãn phép vị tự. Hiển thị tất cả bài đăng
Hiển thị các bài đăng có nhãn phép vị tự. Hiển thị tất cả bài đăng

Thứ Tư, 3 tháng 8, 2016

Phép vị tự, nghịch đảo và đường thẳng steiner của tứ giác toàn phần

Bài toán: Cho tam giác ABC nội tiếp (O). Đường tròn nội tiếp (I) tiếp xúc BC, CA, AB tại D, E, F. AO cắt (O) tại A'. kẻ DG vuông EF.
a) Chứng minh rằng G, I, A' thẳng hàng.
b) Gọi H là trực tâm của tam giác ABC. Chứng minh: GD là phân giác của $\angle HGI$

Lời giải:

Cách 1: Gọi Ia, Ib, Ic là tâm đường tròn bàng tiếp góc A, B, C.
Ta có IaIbIc và tam giác DEF có các cạnh lần lượt song song với nhau nên tồn tại phép vị tự tâm K biến tam giác này thành tam giác kia.
Ta có I là trực tâm của tam giác IaIbIc, O là tâm đường tròn Euler nên I' đối xứng I qua O là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác đó
Phép vị tự tâm K biến G thành A, I thành I' nên  GI song song AI'.
Mặt khác AII'A' là hình bình hành( do hai đường chéo cắt nhau tại trung điểm mỗi đường)
Nên ta có IA'//I'A
Vậy G, I, A' thẳng hàng
Cách 2: Phép nghịch đảo tâm I phương tích $r^2$ (r là bán kính đường tròn nội tiếp (I) ). biến đường tròn Euler qua G,M thành (O), EF thành (AIEF). vậy biến G thành T là giao của (AIEF) và (O). T thuộc đường tròn đường kính AI nên $ \angle ATI =90^o$ Vậy TGI đi qua A'.
Cách 3: G(DF,BC)=-1 nên GD là phân giác $\angle GBC$,$\Rightarrow \Delta GBF$  ~ $\Delta CGE$, dùng phép vị tự quay tâm T cho ta $ \frac{TE}{TF}=\frac{EC}{FB}=\frac{EG}{FG} $ nên TG là phân giác TFE, I là trung điểm cung EF cho ta điều phải cm
b) Gọi H' đối xứng I qua EF thì H' là trực tâm của tam giác AEF.
Do R là điểm Miquel của tam giác ABC nên đối xứng của R qua EF sẽ thuộc đường thẳng steiner đi qua H' của tam giác AEF, đi qua H của tam giác DEF, nên R' thuộc HH' là đường thẳng steiner của tứ giác toàn phần BCEF. Mặt khác IR cắt trục đối xứng là EF tại T nên R'TH' thẳng hàng.

Suy ra $\angle  FTR'= $\angle ITE$


Thứ Hai, 11 tháng 7, 2016

Bài toán mở rộng về đường tròn chín điểm ( Tiếng Anh)

Let $ABC$ be a triangle with circumcircle $(O)$. $(K)$ is a circle passing through $B,C$. $(K)$ cuts $CA,AB$ again at $E,F$. $BE$ cuts $CF$ at $H_K$.

a) Prove that $H_KK$ and $AO$ intersect on $(O)$.

b) $O_K$ is isogonal conjugate of $H_K$ with respect to triangle $ABC$. Prove that $O_K$ lies on $OK$.

c) Let $L,N$ be the points on $CA,AB$, resp such that $O_KL\parallel BE, O_KN\parallel CF$. Prove that $LN\parallel BC$.

d) The line passing through $N$ parallel to $BE$ cuts the line passing through $L$ parallel to $CF$ at $P$. Prove that $P$ lies on $AH_K$.

e) $Q,R$ lie on $BE,CF$, resp such that $PQ\parallel AB,PR\parallel AC$. Prove that $QR\parallel BC$.

f) Prove that $NQ,LR$ and $AH_K$ are concurrent.

g) $D$ is projection of $K$ on $AH_K$. Prove that $DK,EF,BC$ are concurrent.

h) Prove that $KN\perp BE, KL\perp CF$.

i) Prove that nine points $D,E,F;P,Q,R;K,L,N$ lie on a circle $(N_K)$.

j) Prove that $N_K$ is midpoint of $PK$ and $KN_K$ is parallel to $AO$.

k) Prove that $H_K,N_K,O$ are collinear.

When $K \equiv M$ midpoint of $BC$, we get all properities of Nine-point circle.

Solution:

a, g) Let $S \equiv EF \cap BC.$ Then $AS$ is the polar of $H_K$ WRT $(K)$ and $AH_K$ is the polar of $S$ WRT $(K)$ $\Longrightarrow$ $KH_K$ is perpendicular to $AS$ through $H$ and $AH_K$ is perpendicular to $KS$ through $D.$ Hence $SH \cdot SA=SD \cdot SK=SB \cdot SC$ $\Longrightarrow$ $H \in (O).$ Since $\angle AHH_K=90^{\circ},$ then $KH_K$ and $AO$ meet on $(O).$

b, c) $\angle O_KBC=\angle H_KBF=\angle H_KCE=\angle O_KCB$ $\Longrightarrow$ $O_K$ is on perpendicular bisector $OK$ of $\overline{BC}.$ $\angle BFC=\angle BNO_K=\angle BKO_K$ (mod 180) $\Longrightarrow$ $N,B,K,O_K$ are concyclic $\Longrightarrow$ $\angle BNK=\angle BO_KK.$ But $\angle BO_KK=90^{\circ}-\angle FBE=\angle FEK$ $\Longrightarrow$ $\angle BNK=\angle FEK,$ i.e. $N$ lies on circumcircle $(N_K)$ of $DKEF.$ Similarly, $L \in (N_K).$ Thus, $LN$ is antiparallel to $EF$ WRT $AE,AF$ $\Longrightarrow$ $LN \parallel BC.$

d, f)$\triangle PLN$ and $\triangle H_KCB,$ with parallel sides, are homothetic with center $A$ $\Longrightarrow$ $A,P,H_K$ are collinear. Likewise, $\triangle ANL$ and $\triangle PQR,$ with parallel sides, are homothetic with center $AP \cap NQ \cap LR,$ i.e. $AH_K,NQ,LR$ concur.

i) $\angle NKL=\angle NBO_K+\angle LCO_K=CBH_K+\angle BCH_K=\angle NPL$ (mod 180) $\Longrightarrow$ $P \in (N_K).$ Further, $P$ is the midpoint of the arc $EF$ of $(N_K),$ because $\angle PFK=\angle PDK=90^{\circ},$ i.e. $KP$ is perpendicular bisector of  $\overline{EF}.$ Now, since $\angle PQE=\angle FBE=\angle PKE,$ it follows that $Q \in (N_K).$ Similarly, $R \in (N_K).$

h, j) $D,E,F,P,Q,R,K,L,N$ lie then on a circle $(N_K)$ with diameter $KP$ perpendicular to $EF,$ i.e. $KP \parallel AO.$ Thus, $KN$ is perpendicular to $PN \parallel BE$ and $KL$ is perpendicular to $PL \parallel CF.$

e, k) $\triangle PQR \cup (N_K)$ and  $\triangle ABC \cup (O)$ are homothetic with center $H_K \equiv AP \cap BQ \cap CR,$ thus $QR \parallel BC$ and $H_K,O,N_K$ are collinear.

Bất đẳng thức tuyển sinh lớp 10 chọn lọc

Trong bài viết này, tác giả giới thiệu một số bài BĐT nhẹ nhàng nhưng ý tưởng tương đối mới, mức độ phù hợp với đề thi tuyển sinh vào lớp...