Cho đường tròn (O) và dây cung AB của (O) không là đường kính. Gọi I là trung điểm của AB. Một đường thẳng thay đổi đi qua A cắt đường tròn tâm O bán kính OI tại P và Q.
a) Chứng minh rằng AP . AQ = AI2.
b) Giả sử đường tròn ngoại tiếp tam giác BPQ cắt AB tại K khác B. Chứng minh
rằng AK . AB = AP . AQ.
c) Chứng minh rằng K là trung điểm của AI.
a) Xét (O; OA) có I là trung điểm của dây cung AB, suy ra OI ⊥ AB
Xét (O; OI) có OI ⊥ AI
Suy ra AI là tiếp tuyến của (O; OI) tại I
Do đó \(\widehat {PIA} = \widehat {PQI}\) (góc tạo bởi tiếp tuyến và dây cung và góc nội tiếp cùng chắn cung PI)
Xét DAIP và DAQI có
\(\widehat {PIA} = \widehat {PQI}\) (chứng minh trên);
\(\widehat {PAI}\) là góc chung
Suy ra (g.g)
Do đó \(\frac{{AI}}{{AQ}} = \frac{{AP}}{{AI}}\), suy ra AP . AQ = AI2
b) Vì BKPQ là tứ giác nội tiếp nên \(\widehat {APK} = \widehat {KBQ}\)
Xét DAPK và DABQ có
\(\widehat {APK} = \widehat {ABQ}\) (chứng minh trên);
\(\widehat {PAK}\) là góc chung
Suy ra (g.g)
Do đó \(\frac{{AP}}{{AB}} = \frac{{AK}}{{AQ}}\), suy ra AP . AQ = AB . AK.
c) Ta có AP . AQ = AB . AK (chứng minh câu b)
AP . AQ = AI2 (chứng minh câu a)
Suy ra AB . AK = AI2
⇔ 2AI . AK = AI2 (vì I là trung điểm của AB)
⇔ 2AK = AI
\( \Rightarrow AK = \frac{1}{2}AI\)
Vậy K là trung điểm của AI.