
10 cách giải cho bài hình khó
Lời bàn: Đây là bài hình tương đối khó với học sinh và thầy cô. Tuy nhiên, nó
cũng khá là khó nhìn để giải. Với lí do này, tôi đề xuất thêm nhiều cách giải cho
bài toán. Mời các bạn và thầy cô tham khảo để tìm thêm nhiều lời giải hơn nữa.
Đề bài: Cho tam giác ABC có 3 góc nhọn (AB < AC) có 2 đường cao BE và CF
cắt nhau tại H. Gọi I là trung điểm của BC. Đường thẳng đi qua H và vuông góc
với HI cắt AB và AC lần lượt tại M và N. Chứng minh: HM = HN.
Hướng dẫn giải
Hình 1 – Dùng cho cách 1 – 2 – 3 – 4
Phần 1: Các cách chứng minh cơ bản
Cách 1. Sử dụng đường trung bình với tam giác bằng nhau
Gọi D là điểm đối xứng C qua H
Dễ thấy HI là đường trung bình tam giác BCD => HI // BD. Mà MN _|_ HI
=> BD _|_ MN kết hợp với BF _|_ HD nên M là trực tâm của tam giác BHD
=> MD _|_ BE mà AC _|_ BE => MD // AC => góc MDH = góc HCN (2 góc solo
trong) ; góc MHD = góc NHC (2 góc đối đỉnh) ; HC = HD nên
(g – c – g) => HM = HN
DeThi.edu.vn
Cách 2: Dùng tam giác đồng dạng
Dễ thấy góc AMH = góc IHC (cùng phụ với góc MHF). Dễ thấy H là trực tâm
tam giác ABC nên AH _|_ BC nên dễ thấy góc MAH = góc BCF
=> (g – g) =>
Chứng minh tương tự (g – g) =>
Chia về theo vế => . Mà IB = IC => HM = HN.
Cách 3: Dùng hình bình hành với tứ giác nội tiếp
Gọi K là điểm đối xứng H qua I. Dễ thấy tứ giác BHCK là hình bình hành
=> BK // HC mà HC _|_ AB => BK _|_ AB. Lại có HM _|_ HK nên tứ giác
BMHK nội tiếp. Chứng minh tương tự ta cũng có tứ giác CNHK nội tiếp. Kết
hợp với góc HBK = góc HCK (BHCK là hình bình hành) với các tứ giác nội tiếp
trên ta có:
Góc HMK = góc HBK = góc HCK = góc HNK => Tam giác MNK cân tại K. Lại
có HK _|_ MN nên HK là đường trung tuyến => HM = HN
Cách 4: Dùng hình bình hành với tứ giác nội tiếp
Gọi K là điểm đối xứng H qua I, G là điểm đối xứng N qua I. Theo cách 3 ta
chứng minh được tứ giác BMHK nội tiếp. Dễ thấy tứ giác BNCG là hình bình
hành => BG // AC mà AC _|_ BE => BG _|_ BE. Tương tự dễ thấy tứ giác NHGK
là hình bình hành=> GK // MN và MN _|_ HK => GK _|_ HK kết hợp với
BG _|_ BE nên tứ giác BHKG nội tiếp. Mà theo như trên tứ giác BMHK nội tiếp
nên 5 điểm H, M, B, G, K cùng thuộc 1 đường tròn
=> góc HMG + góc HKG = 180* => góc HMG = 90*
=> MN _|_ MG mà MN _|_ HI => MG // HI. Lại có IG = IN => HM = HN
Nhận xét: Cách giải 3 và 4 tương đối giống nhau
DeThi.edu.vn
Hình 2 – Dùng cho cách 5 – 6
Phần 2: Các cách chứng minh ở cấp độ rộng
Cách 5: Dùng hệ quả ta let với đường trung bình tam giác (Dựa theo cách giải
của thầy giáo Dương Thế Nam)
Gọi O là trung điểm của FC, OI cắt AH tại P, PC cắt AB tại Q.
Dễ thấy OI là đường trung bình tam giác BFC => OI // BF mà BF _|_ FC
=> OI _|_ FC. Dễ thấy H là trực tâm tam giác ABC nên AH _|_ BC, kết hợp với
OI _|_ FC nên I là trực tâm tam giác HCP => HI _|_ QC mà HI _|_ MN
=> MN // QC. Trong tam giác QFC có OI // BF , OF = OC => PC = PQ
Từ MN // QC và PQ = PC. Áp dụng hệ quả ta let ta có
Mà PC = PQ => HM = HN
Cách 6: Dùng tam giác đồng dạng kết hợp với tứ giác nội tiếp
Gọi T và J lần lượt là trung điểm cạnh BF và CE
Dễ chứng minh (g – g)
=>
=> (c – g – c) => góc FTH = góc EJH
DeThi.edu.vn
Trên đây là phần đầu tài liệu — bấm Đọc sách để xem đầy đủ.