Lời giải
a) Vì (d) và (d’) là tiếp tuyến của (O) tại A, B
Nên OA ⊥ d, OB ⊥ d’
Suy ra \(\widehat {OAM} = 90^\circ \), \(\widehat {OBP} = 90^\circ \)
Ta có đường tròn (O; R), đường kính AB
Nên OA = OB = R
Xét tam giác OAM và tam giác OBP có
\(\widehat {OAM} = \widehat {OBP}\left( { = 90^\circ } \right)\)
OA = OB
\(\widehat {MOA} = \widehat {POB}\) (hai góc đối đỉnh)
Do đó △OAM = △OBP (g.c.g)
Suy ra OM = OP (hai cạnh tương ứng)
Xét tam giác MNP có NO vừa là đường cao vừa là đường trung tuyến
Suy ra tam giác MNP cân tại N
b) Xét tam giác MNP cân tại N có NO là đường cao
Suy ra NO là tia phân giác của góc MNP
Suy ra \(\widehat {ONI} = \widehat {ONB}\)
Xét tam giác ONI và tam giác ONB có
\(\widehat {OIN} = \widehat {OBN}\left( { = 90^\circ } \right)\)
ON là cạnh chung
\(\widehat {ONI} = \widehat {ONB}\)(chứng minh trên)
Do đó △ONI = △ONB (cạnh huyền – góc nhọn)
Suy ra OI = OB (hai cạnh tương ứng)
Mà OB = R nên OI = R
Xét (O; R) có OI = R, OI ⊥ MN
Suy ra MN là tiếp tuyến của (O) tại I
c) Xét (O) có MA , MI là hai tiếp tuyến cắt nhau tại M
Suy ra MA = MI
Xét (O) có NB , NI là hai tiếp tuyến cắt nhau tại N
Suy ra NB = NI
Vì tam giác OMN vuông tại O có OI ⊥ MN
Nên IM . IN = OI2 = R2
Mà MA = MI, NB = NI (chứng minh trên)
Suy ra AM . BN = R2
d) Tứ giác ABNM có \(\widehat {MAB} = \widehat {ABN} = 90^\circ \)
Nên ABNM là hình thang vuông
Suy ra \({S_{ABNM}} = \frac{{(AM + BN).AB}}{2} = \frac{{\left( {AI + IN} \right).2{\rm{R}}}}{2} = MN.R\)
Kẻ MH vuông góc d’
Ta có tam giác MHN vuông tại H
Suy ra MN ≥ MH
Để diện tích tứ giác ABNM nhỏ nhất
⟺ MN nhỏ nhất
Mà MN ≥ MH (chứng minh trên)
Dấu “ = ” xảy ra khi M ≡ H
Vậy điểm M nằm trên đường thẳng song song AB cách AB một khoảng bằng R thì diện tích tứ giác ABNM nhỏ nhất.
