Liên hệ giữa dây và khoảng cách từ tâm đến dây

A. Phương pháp giải

Định lý: Trong một đường tròn:

- Hai dây cung bằng nhau thì cách đều tâm,

- Hai dây cung cách đều tâm thì bằng nhau.

- Dây cung nào lớn hơn thì gần tâm hơn.

- Dây cung gần tâm hơn thì lớn hơn.

B. Bài tập tự luận

Bài 1: Cho hình vẽ sau, trong đó MN=PQ. Chứng minh rằng:

a, AE=AF

b, AN=AQ.

Hướng dẫn giải

Vì MN=PQ nên OE=OF( theo định lý liên hệ giữa dây và khoảng cách từ tâm đến dây)

Xét tam giác vuông AOE và tam giác vuông AOF có:

OE=OF ( chứng minh trên)

AO: chung

Suy ra ΔAOE = ΔAOF ( cạnh huyền-cạnh góc vuông)

Suy ra AE=AF( 2 cạnh tương ứng)(1)

Vì OE⊥MN nên ME=NE (tính chất đường kính và dây cung)

Vì OF⊥PQ nên PF=QF (tính chất đường kính và dây cung)

Mà MN=PQ

Suy ra ME=NE=PF=QF.(2)

Từ (1) và (2) suy ra AN=AQ.

Bài 2: Cho đường tròn(O), dây AB và dây CD, AB < CD. Giao điểm K của các đường thẳng AB, CD nằm ngoài đường tròn. Đường tròn (O;OK) cắt KA và KC tại M và N.

Chứng minh KM < KN.

Hướng dẫn giải

Kẻ OI ⊥AB, OE ⊥ CD.

Xét đường tròn (O;OA) có: AB và CD là dây cung, AB < CD. Suy ra OI > OE.

Xét đường tròn (O;OK) có KN và KM là dây cung và OI > OE. Suy ra KM < KN.

Bài 3: Cho đường tròn (O), hai dây AB, CD bằng nhau và cắt nhau tại điểm I nằm bên trong đường tròn. Chứng minh rằng:

a, IO là tia phân giác của một trong hai góc tạo bởi hai dây AB và CD.

b, Điểm I chia AB, CD thành các đoạn thẳng bằng nhau đôi một.

Hướng dẫn giải

a, Kẻ OH ⊥ AB; OK ⊥ CD.

Vì CD=AB nên OK=OH.

Xét tam giác vuông IKO và tam giac vuông IOH ta có:

OK=OH

IO: chung

Suy ra Δ IKO = ΔIOH ( cạnh huyền-cạnh góc vuông)

=> ∠KIO = ∠OIH ( 2 góc tương ứng)

Suy ra OI là tia phân giác của góc BID

b, Theo câu a, Δ IKO = ΔIOH ( cạnh huyền-cạnh góc vuông)

=> IH=IK.

Xét đường tròn tâm (O), ta có: OK ⊥ CD nên suy ra CK=KD( định lý về đường kính và dây) (1)

Xét đường tròn tâm (O), ta có: OH ⊥ AB nên suy ra AH=HB (định lý về đường kính và dây) (2)

Từ (1) và (2) ta có: CK=AH

Mặt khác, IH=IK

Suy ra AI=CI

Vì CD=AB, mà AI=CI(chứng minh trên) nên ta suy ra ID=IB.

Bài 4: Cho đường tròn (O), các bán kính OA và OB. Trên cung nhỏ AB lấy các điểm M và N sao cho AM=BN. Gọi C là giao điểm của các đường thẳng AM và BN. Chứng minh rằng:

a, OC là tia phân giác của góc AOB.

b, OC vuông góc AB.

Hướng dẫn giải

Xét đường tròn tâm (O) có AM=BN

Từ đó ta suy ra OE=OD (tính chất quan hệ giữa đường kính và dây cung)

Xét tam giác vuông AOD và tam giác vuông BOE có:

OA=OB(cùng bằng bán kính)

OE=OD(chứng minh trên)

=> ΔAOD = ΔBOE (cạnh huyền-cạnh góc vuông)

=> ∠O₁ = ∠O₄ (2 góc tương ứng)(1)

Tương tự ta có: ∠O₂ = ∠O₃ (2)

Ta có: ∠AOC = ∠O₁ + ∠O₂

∠BOC = ∠O₃ + ∠O₄

Từ (1) và (2) ta suy ra ∠AOC= ∠BOC

Suy ra OC là tia phân giác của góc AOB.

Xét tam giác OBF và tam giác OAF có:

∠AOC = ∠BOC (chứng minh trên)

OA=OB

OF: chung

Suy ra ΔOBF = ΔOAF (c-g-c)

=> BF=AF( 2 cạnh tương ứng)

=> OC ⊥ AB