Bài 13. Mở đầu về đường tròn

Đề bài

Các bánh xe (xe đạp, ô tô…) đều có dạng hình tròn (với tâm tại trục của bánh xe). Hãy giải thích lí do.

Lời giải chi tiết

Các bánh xe có dạng hình tròn để khi chuyển động, trục bánh xe luôn giữ một khoảng cách không đổi đối với mặt đường (bằng bán kính bánh xe).

Điều đó giúp người ngồi trên xe không bị trồi lên trồi xuống (nếu đường bằng phẳng).

Đề bài

Cho đường tròn (O) có bán kính bằng 2,5cm và hai tia Ox, Oy vuông góc với nhau tại O. Trên tia Ox lấy điểm A sao cho \(OA = 3cm\); trên tia Oy lấy điểm B sao cho \(OB = 4cm\). Gọi M là trung điểm của đoạn AB. Chứng minh rằng điểm M nằm trên đường tròn (O).

Lời giải chi tiết

Áp dụng định lí Pythagore vào tam giác AOB vuông tại O ta có: \(A{B^2} = A{O^2} + O{B^2} = {3^2} + {4^2} = 25\) nên \(AB = 5cm\).

Vì OM là đường trung tuyến của tam giác AOB vuông tại O nên: \(OM = \frac{1}{2}AB = 2,5cm\).

Do đó, M nằm trên đường tròn (O).

Đề bài

Trên mặt phẳng tọa độ Oxy, cho hai điểm A(0; -3) và B(2; 0). Gọi C và D là các điểm lần lượt đối xứng với A và B qua O.

a) Xác định tọa độ của hai điểm C và D.

b) Xác định vị trí của các điểm A, B, C và D đối với đường tròn (O; 3).

Lời giải chi tiết

a) Từ hình vẽ ta thấy D(-2; 0), C(0; 3).

b) Vì \(OA = OC = 3\) nên A, C nằm trên đường tròn (O; 3).

Vì \(OB = OD = 2 < 3\) nên B, D nằm trong đường tròn (O; 3).

Đề bài

Trên mặt phẳng tọa độ Oxy, cho điểm A(3; 1). Gọi B, C và D là các điểm đối xứng với A lần lượt qua trục hoành, qua gốc O và qua trục tung.

a) Xác định tọa độ của ba điểm B, C và D.

b) Có hay không một đường tròn đi qua bốn điểm A, B, C và D. Xác định tâm và bán kính của đường tròn đó, nếu có.

Lời giải chi tiết

a) Vì B đối xứng với A qua trục hoành nên:

+ AB vuông góc với Ox, suy ra A và B có cùng hoành độ.

+ A và B cách đều Ox, nên A và B có tung độ đối nhau.

Suy ra: B(3; -1)

Vì C đối xứng với A qua gốc O nên O là trung điểm của AC. Do đó, A và C có hoành độ và tung độ đối nhau. Suy ra C(-3; -1).

Vì D đối xứng với A qua trục tung nên:

+ AD vuông góc với Oy, suy ra A và D có cùng tung độ.

+ A và D cách đều Oy, nên A và D có hoành độ đối nhau.

Suy ra D(-3; 1).

b) Gọi H là hình chiếu của D trên trục Ox. Khi đó, H(-3; 0) và DH vuông góc với OH.

Áp dụng định lí Pythagore vào tam giác DOH vuông tại H ta có: \(O{D^2} = D{H^2} + O{H^2} = {1^2} + {3^2} = 10\) nên \(OD = \sqrt {10} \).

Tương tự ta có: \(OA = OB = OC = \sqrt {10} \).

Vì \(OA = OB = OC = OD = \sqrt {10} \) nên bốn điểm A, B, C và D cùng thuộc đường tròn (O, \(\sqrt {10} \)).

Đề bài

Cho đường tròn (O), đường kính AB và điểm M thuộc (O) (M không trùng với điểm nào trong hai điểm A và B). Trên (O) lấy điểm N nằm khác phía của M đối với đường thẳng AB sao cho \(AM = BN\). Chứng minh rằng O là trung điểm của đoạn MN.

Lời giải chi tiết

Tam giác AOM và tam giác BON có: \(OA = OB,OM = ON,AM = BN\) nên \(\Delta AOM = \Delta BON\left( {c.c.c} \right)\).

Suy ra \(\widehat {MAO} = \widehat {NBO}\), mà hai góc này ở vị trí so le trong nên AM//BN.

Tứ giác AMBN có: AM//BN, \(AM = BN\) nên AMBN là hình bình hành.

Mà O là trung điểm của AB nên O là trung điểm của đoạn MN.