Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Cho hình vuông ABCD cạnh bằng a. Lấy điểm E thuộc cạnh BC,điểm F thuộc cạnh AD sao cho CE=AF. Các đường thẳng AE,BF cắt đường thẳng DC lần lượt tại M và N. Các đường thẳng NA,MB cắt nhau tại K

Cho hình vuông ABCD cạnh bằng a. Lấy điểm E thuộc cạnh BC,điểm F thuộc cạnh AD sao cho CE=AF. Các đường thẳng AE,BF cắt đường thẳng DC lần lượt tại M và N. Các đường thẳng NA,MB cắt nhau tại K.
a)CMR: ∆KAB đồng dạng với ∆KNM; ∆CEM đồng dạng với ∆DAM; ∆NFD đồng dạng với ∆NBC.
b)So sánh CM.DN và AB².
c)Các điểm E,F lấy ở vị trí nào trên các cạnh BC,AD thì MN có độ dài nhỏ nhất ?
 
1 Xem trả lời
Hỏi chi tiết
16
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để giải bài toán này, ta sẽ phân tích từng phần một.

### a) Chứng minh rằng ∆KAB đồng dạng với ∆KNM, ∆CEM đồng dạng với ∆DAM, ∆NFD đồng dạng với ∆NBC.

1. **∆KAB đồng dạng với ∆KNM:**
- Gọi góc ∠KAB = α và góc ∠KNM = β.
- Do AE và BF cắt nhau tại K, nên ∠KAB = ∠MNB (cùng nằm trên đường thẳng).
- Do ∠MAB = ∠KAB = α và ∠MNB = β.
- Từ đó ta suy ra ∠KAB = ∠MNB.
- Góc ∠AKB = ∠NMB (cùng nằm trên đường thẳng), do đó ∆KAB và ∆KNM có hai góc tương ứng bằng nhau.
- Kết luận: ∆KAB ~ ∆KNM.

2. **∆CEM đồng dạng với ∆DAM:**
- Tương tự như trên, ta có ∠CEM = ∠DAM (góc đối đỉnh ở điểm M).
- Kết luận: ∆CEM ~ ∆DAM.

3. **∆NFD đồng dạng với ∆NBC:**
- Tương tự, ta có ∠NFD = ∠NBC (góc đối đỉnh ở điểm N).
- Kết luận: ∆NFD ~ ∆NBC.

### b) So sánh CM.DN và AB²

Gọi CM = x và DN = y. Ta có:
- Do tính đồng dạng và tỉ lệ giữa các đoạn trong các tam giác đồng dạng đã chứng minh ở phần a, ta sẽ có các tỉ lệ như sau:

\[
\frac{CM}{CA} = \frac{CE}{AE} \quad và \quad \frac{DN}{DB} = \frac{DF}{BF}
\]

Giả sử CA = a và DB = a,
Suy ra \(CM \cdot DN = \frac{CE \cdot DF}{AB^2} \), từ đó, nếu CE = DF, điều này sẽ dẫn đến tỉ lệ thỏa mãn d = AB².

Kết luận: CM.DN có thể được so sánh với AB², nhưng phụ thuộc vào vị trí của E và F.

### c) Các điểm E, F lấy ở vị trí nào trên các cạnh BC, AD thì MN có độ dài nhỏ nhất?

Để tìm độ dài MN nhỏ nhất, ta cần xét điều kiện nào dẫn đến kết quả này. Điều này xảy ra khi CE = CF (tức là E và F đối xứng nhau). Khi đó, theo tỉ lệ đồng dạng và hình học của tam giác, độ dài MN sẽ tối thiểu.

Do đó, các điểm E và F nên được chọn sao cho CE = CF để đạt được điều kiện MN nhỏ nhất.

### Kết luận

- Phần a đã chứng minh các tam giác đồng dạng.
- Phần b so sánh CM.DN và AB² dựa trên tỉ số.
- Phần c đã xác định E và F ở vị trí sao cho CE = CF để đạt độ dài MN tối thiểu.
2
0
Little wolf
hôm qua
+5đ tặng

Tóm tắt đề bài:

  • ABCD là hình vuông cạnh a.
  • E thuộc BC, F thuộc AD sao cho CE = AF.
  • AE cắt DC tại M, BF cắt DC tại N.
  • NA cắt MB tại K.

a) Chứng minh các cặp tam giác đồng dạng:

  • ∆KAB đồng dạng với ∆KNM:

    • ∠KAB = ∠KNM = 90° (do ABCD là hình vuông và MN nằm trên DC)
    • ∠AKB = ∠NKM (hai góc đối đỉnh)
    • Vậy ∆KAB ~ ∆KNM (g.g - góc-góc).
  • ∆CEM đồng dạng với ∆DAM:

    • ∠CEM = ∠DAM (hai góc so le trong, do BC // AD)
    • ∠ECM = ∠ADM = 90° (do ABCD là hình vuông)
    • Vậy ∆CEM ~ ∆DAM (g.g).
  • ∆NFD đồng dạng với ∆NBC:

    • ∠NFD = ∠NBC (hai góc so le trong, do AD // BC)
    • ∠NDF = ∠NCB = 90° (do ABCD là hình vuông)
    • Vậy ∆NFD ~ ∆NBC (g.g).

b) So sánh CM.DN và AB²:

  • Phân tích: Ta sẽ sử dụng các cặp tam giác đồng dạng đã chứng minh ở câu a.

  • Chứng minh:

    • Từ ∆CEM ~ ∆DAM, ta có: CM/AD = CE/DA = CE/a
    • Từ ∆NFD ~ ∆NBC, ta có: DN/BC = DF/BC = DF/a
    • Vì CE = AF và AD = a nên DF = AD - AF = a - CE.
    • Vậy DN/a = (a - CE)/a hay DN = a - CE
    • Suy ra CM.DN = CE.(a - CE)
    • Ta có: (a-CE)+CE=a Áp dụng bất đẳng thức Cauchy cho 2 số dương a-CE và CE ta có: √(CE.(a-CE)) <= ((a-CE)+CE)/2 = a/2 => CE.(a-CE) <= a²/4 Vậy CM.DN <= a²/4 Hoặc cách khác: CM.DN = CE.(a - CE) = a.CE - CE² Xét hàm số f(CE) = -CE² + a.CE Đây là hàm bậc 2 có a=-1<0, đạt giá trị lớn nhất tại CE= -b/2a = a/2 Vậy Max(CM.DN) = -(a/2)²+a(a/2) = a²/4
  • Kết luận: CM.DN ≤ a²/4. Vậy CM.DN không nhất thiết bằng AB².

c) Vị trí của E và F để MN có độ dài nhỏ nhất:

  • Phân tích: Ta cần tìm mối liên hệ giữa MN và vị trí của E và F.

  • Chứng minh:

    • MN = CD + CM + DN = a+ CM + DN
    • Ta đã biết CM = CE.(a-CE)/a và DN = a-CE
    • => CM+DN = CE + a - CE = a
    • => MN = CD + CM + DN = 2a
    • Vậy MN luôn bằng 2a không phụ thuộc vị trí E,F.
  • Kết luận: Độ dài MN luôn bằng 2a, không phụ thuộc vào vị trí của E và F trên BC và AD. Vậy không có vị trí nào của E và F để MN có độ dài nhỏ nhất.

Mở khóa để xem toàn bộ nội dung trả lời

(?)
Bạn đã đạt đến giới hạn của mình. Bằng cách Đăng ký tài khoản, bạn có thể xem toàn bộ nội dung trả lời
Cải thiện điểm số của bạn bằng cách đăng ký tài khoản Lazi.
Xem toàn bộ các câu trả lời, chat trực tiếp 1:1 với đội ngũ Gia sư Lazi bằng cách Đăng nhập tài khoản ngay bây giờ
Tôi đã có tài khoản? Đăng nhập

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường
×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo
×
Đấu trường tri thức | Lazi Quiz Challenge +500k
Gửi câu hỏi
×