Cho tam giác ABC có AB = 3, AC = 4 và BC = 5 Cho tam giác ABC có AB = 3, AC = 4, BC = 5.
(A) Xác định tâm O và bán kính của đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC
(B) Gọi D là điểm đối xứng của A qua BC. Chứng minh D thuộc (O) và tính diện tích tam giác BCD
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi Để giải quyết bài toán, chúng ta sẽ thực hiện từng phần một. ### Phần A: Xác định tâm O và bán kính của đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC Tam giác ABC với các cạnh: - AB = 3 - AC = 4 - BC = 5 Đây là tam giác vuông tại A (bởi vì \(3^2 + 4^2 = 5^2\)). **Tâm O của đường tròn ngoại tiếp:** Trong trường hợp tam giác vuông, tâm O của đường tròn ngoại tiếp là trung điểm của cạnh huyền (cạnh lớn nhất), tức là cạnh BC. Tính toán vị trí của O: - Gọi B(0, 0) và C(5, 0) (vì BC = 5 và BC nằm trên trục hoành) - Tính tọa độ A: \[ \text{Từ } AB = 3, AC = 4: A(x, y) \text{ thỏa 2 phương trình: } \] \[ x^2 + y^2 = 3^2 \quad \text{(1)} \] \[ (x - 5)^2 + y^2 = 4^2 \quad \text{(2)} \] Giải (1): \[ x^2 + y^2 = 9 \] Giải (2): \[ (x - 5)^2 + y^2 = 16 \implies (x^2 - 10x + 25 + y^2 = 16) \implies x^2 + y^2 - 10x + 25 = 16 \] Thay (1) vào (2): \[ 9 - 10x + 25 = 16 \implies -10x + 34 = 16 \implies 10x = 18 \implies x = 1.8 \] Từ (1): \[ (1.8)^2 + y^2 = 9 \implies 3.24 + y^2 = 9 \implies y^2 = 5.76 \implies y = 2.4 \] Vậy A có tọa độ A(1.8, 2.4). **Tâm O:** Tâm O là trung điểm của BC: \[ O\left( \frac{0 + 5}{2}, 0 \right) = O\left( \frac{5}{2}, 0 \right) \] **Bán kính R:** Bán kính R của đường tròn ngoại tiếp: \[ R = \frac{a}{2 \sin A} \] Đối với tam giác vuông, bán kính R là nửa cạnh huyền (BC): \[ R = \frac{5}{2} = 2.5 \] ### Phần B: Điểm D là điểm đối xứng của A qua BC, chứng minh D thuộc (O) và tính diện tích tam giác BCD **Tính tọa độ D:** Cạnh BC nằm trên trục hoành (y=0). Khi đó, để tìm điểm đối xứng A qua BC, chỉ cần đổi dấu tọa độ y của A: \[ D(1.8, -2.4) \] **Chứng minh D thuộc đường tròn ngoại tiếp:** Tâm O là \((\frac{5}{2}, 0)\) và bán kính là 2.5: \[ OD^2 = \left(1.8 - \frac{5}{2}\right)^2 + (-2.4)^2 \] Tính: \[ 1.8 - \frac{5}{2} = 1.8 - 2.5 = -0.7 \] \[ OD^2 = (-0.7)^2 + (-2.4)^2 = 0.49 + 5.76 = 6.25 \] Do \(R^2 = (2.5)^2 = 6.25\), nên \(OD^2 = R^2\), suy ra D thuộc đường tròn ngoại tiếp. **Tính diện tích tam giác BCD:** Sử dụng công thức diện tích tam giác với 3 điểm B(0,0), C(5,0) và D(1.8, -2.4): \[ S = \frac{1}{2} \left| x_1(y_2 - y_3) + x_2(y_3 - y_1) + x_3(y_1 - y_2) \right| \] Áp dụng vào: \[ S = \frac{1}{2} \left| 0(0 - (-2.4)) + 5((-2.4) - 0) + 1.8(0 - 0) \right| \] \[ = \frac{1}{2} \left| 5 \cdot (-2.4) \right| = \frac{1}{2} \times 12 = 6 \] ### Kết luận: (A) Tâm O là \(\left( \frac{5}{2}, 0 \right)\) và bán kính R = 2.5. (B) Điểm D(1.8, -2.4) thuộc đường tròn ngoại tiếp và diện tích tam giác BCD = 6.