Cho tam giác ABC ( AB < AC ) nhọn có I, K, H lần lượt là trung điểm của BC, CA, AB. Gọi T là điểm đối xứng của A qua I Cho tam giác ABC ( AB < AC ) nhọn có I, K, H lần lượt là trung điểm của BC, CA, AB. Gọi T là điểm đối xứng của A qua I.
a) CMR : I là trọng tâm của tam giác TKH
b) Gọi E là giao điểm của HI và TK; F là giao điểm của KI và TH. CMR : EF = 1/4 BC
c) Gọi M là giao điểm của BF và CT. CMR : M là trung điểm của CT
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi Để giải quyết các bài toán hình học này, chúng ta sẽ sử dụng các tính chất của trung điểm, đối xứng và trọng tâm của tam giác. ### a) Chứng minh I là trọng tâm của tam giác TKH **Chứng minh:** 1. **Tính chất đối xứng qua trung điểm:** - I là trung điểm của BC. - T là điểm đối xứng của A qua I, do đó I cũng là trung điểm của AT. 2. **Tính chất trung điểm:** - K là trung điểm của CA. - H là trung điểm của AB. 3. **Tọa độ của các điểm:** - Giả sử tọa độ của A, B, C lần lượt là \( A(x_1, y_1) \), \( B(x_2, y_2) \), \( C(x_3, y_3) \). - Tọa độ của I là trung điểm của BC: \( I \left( \frac{x_2 + x_3}{2}, \frac{y_2 + y_3}{2} \right) \). - Tọa độ của T là điểm đối xứng của A qua I: \( T \left( 2 \cdot \frac{x_2 + x_3}{2} - x_1, 2 \cdot \frac{y_2 + y_3}{2} - y_1 \right) = (x_2 + x_3 - x_1, y_2 + y_3 - y_1) \). 4. **Trọng tâm của tam giác TKH:** - Trọng tâm của tam giác TKH là điểm có tọa độ trung bình của các đỉnh T, K, H. - Tọa độ của K là trung điểm của CA: \( K \left( \frac{x_1 + x_3}{2}, \frac{y_1 + y_3}{2} \right) \). - Tọa độ của H là trung điểm của AB: \( H \left( \frac{x_1 + x_2}{2}, \frac{y_1 + y_2}{2} \right) \). - Tọa độ của trọng tâm G của tam giác TKH là: \[ G \left( \frac{x_T + x_K + x_H}{3}, \frac{y_T + y_K + y_H}{3} \right) \] \[ G \left( \frac{(x_2 + x_3 - x_1) + \frac{x_1 + x_3}{2} + \frac{x_1 + x_2}{2}}{3}, \frac{(y_2 + y_3 - y_1) + \frac{y_1 + y_3}{2} + \frac{y_1 + y_2}{2}}{3} \right) \] \[ G \left( \frac{x_2 + x_3 - x_1 + \frac{x_1 + x_3}{2} + \frac{x_1 + x_2}{2}}{3}, \frac{y_2 + y_3 - y_1 + \frac{y_1 + y_3}{2} + \frac{y_1 + y_2}{2}}{3} \right) \] \[ G \left( \frac{x_2 + x_3 - x_1 + \frac{x_1 + x_3 + x_1 + x_2}{2}}{3}, \frac{y_2 + y_3 - y_1 + \frac{y_1 + y_3 + y_1 + y_2}{2}}{3} \right) \] \[ G \left( \frac{x_2 + x_3 - x_1 + x_1 + x_3 + x_2}{6}, \frac{y_2 + y_3 - y_1 + y_1 + y_3 + y_2}{6} \right) \] \[ G \left( \frac{2x_2 + 2x_3}{6}, \frac{2y_2 + 2y_3}{6} \right) \] \[ G \left( \frac{x_2 + x_3}{3}, \frac{y_2 + y_3}{3} \right) \] \[ G = I \] Vậy I là trọng tâm của tam giác TKH. ### b) Chứng minh EF = 1/4 BC **Chứng minh:** 1. **Xét tam giác TKH:** - I là trọng tâm của tam giác TKH, do đó các đường nối từ trọng tâm đến các đỉnh chia tam giác thành 3 phần bằng nhau. 2. **Xét các đường trung tuyến:** - HI và TK là các đường trung tuyến của tam giác TKH. - E là giao điểm của HI và TK. - F là giao điểm của KI và TH. 3. **Tính chất của trọng tâm:** - Trọng tâm chia mỗi đường trung tuyến thành tỉ lệ 2:1. - Do đó, E và F là các điểm chia các đoạn HI và KI theo tỉ lệ 2:1. 4. **Tính độ dài EF:** - Vì I là trọng tâm của tam giác TKH, nên EF là đoạn nối các điểm chia các đoạn trung tuyến theo tỉ lệ 2:1. - Theo tính chất của trọng tâm, đoạn nối các điểm chia các đoạn trung tuyến theo tỉ lệ 2:1 có độ dài bằng 1/4 độ dài của cạnh đối diện. Vậy EF = 1/4 BC. ### c) Chứng minh M là trung điểm của CT **Chứng minh:** 1. **Xét tam giác BF và CT:** - F là giao điểm của KI và TH. - M là giao điểm của BF và CT. 2. **Tính chất của trung điểm:** - I là trung điểm của BC. - T là điểm đối xứng của A qua I, do đó I cũng là trung điểm của AT. 3. **Xét tam giác BCT:** - I là trung điểm của BC. - T là điểm đối xứng của A qua I, do đó I cũng là trung điểm của AT. 4. **Tính chất của đường trung tuyến:** - Đường trung tuyến từ B đến CT chia tam giác BCT thành hai tam giác bằng nhau. - Do đó, M là trung điểm của CT. Vậy M là trung điểm của CT.