Cho đường tròn (O) bán kính R, đường kính AB, vẽ dây cung CD vuông góc với AB (CD không đi qua (O)), trên tia đối của BA lấy S, SC cắt đường tròn tại M thuộc cung nhỏ BC

a) Chứng minh ∆SMA ᔕ ∆SBC.

b) Gọi H là giao điểm của MA và BC, K là giao điểm của MD và AB. Chứng minh tứ giác BMHK nội tiếp và HK // CD.

c) Chứng minh OK . OS = R².

Lời giải

a) Xét ∆SMA và ∆SBC có:

\[\widehat S\] chung

\(\widehat {SAM} = \widehat {SCB}\) (Hai góc nội tiếp cùng chắn cung MB của (O))

Þ ∆SMA ᔕ ∆SBC (g.g)

b) Do CD ^ AB (giả thiết)

Þ AB là đường trung trực của CD (mối liên hệ giữa đường kính và dây cung)

Þ AC = AD (tính chất đường trung trực)

 (hai dây bằng nhau căng hai cung bằng nhau)

\( \Rightarrow \widehat {AMD} = \widehat {ABC}\) (góc nội tiếp cùng chắn hai cung bằng nhau)

\( \Rightarrow \widehat {KBH} = \widehat {KMH}\).

Mà hai góc này cùng nhìn cạnh KH nên suy ra BMHK nội tiếp.

c) Kẻ đường kính MN

Xét ∆AON và ∆BOM có:

OA = OB = R

\(\widehat {AON} = \widehat {BOM}\)

ON = OM = R

Þ ∆AON = ∆BOM (c.g.c)

Þ AN = BM (hai cạnh tương ứng bằng nhau)

 (hai dây bằng nhau căng hai cung bằng nhau)

Ta có:

 (tính chất góc có đỉnh nằm ngoài đường tròn) (1)

 (tính chất góc nội tiếp)

 (2)

Mà  (3)

 (4)

Từ (1), (2), (3) và (4) suy ra \(\widehat {ASC} = \widehat {NMD}\) hay \[\widehat {OMK} = \widehat {OSM}\]

Xét ∆OKM và ∆OMS có:

\(\widehat {MOS}\) chung

\[\widehat {OMK} = \widehat {OSM}\] (cmt)

Þ ∆OKM ᔕ ∆OMS (g.g)

\( \Rightarrow \frac{{OK}}{{OM}} = \frac{{OM}}{{OS}}\) (hai cạnh tương ứng tỉ lệ)

Þ OK.OS = OM² = R².