Bài 3. (3 điểm) Cho hình chữ nhật $ABCD$. Gọi $I$, $K$ lần lượt là trung điểm của $BC$, $AD$.
a) Chứng minh tứ giác $AICD$ là hình thang vuông.
b) Chứng minh $AICK$ là hình bình hành.
c) Chứng minh ba đường thẳng $AC$, $BD$, $IK$ cùng đi qua một điểm.
a) Tứ giác ����ABCD là hình chữ nhật (GT)
Suy ra ��AD // ��IC (hai cạnh đối) nên tứ giác ����AICD là hình thang.
Mà ���^=90∘ADC=90∘ (góc của hình chữ nhật)
Do đó tứ giác ����AICD là hình thang vuông.
b) Tứ giác ����ABCD là hình chữ nhật nên ��AD // ��,��=��BC,AD=BC.
Mà �I, �K lần lượt là trung điểm của ��BC, ��AD.
Suy ra ��AK // ��IC và ��=��AK=IC.
Tứ giác ����AICK có ��AK // ��IC và ��=��AK=IC nên tứ giác ����AICK là hình bình hành (dấu hiệu nhận biết).
c) Gọi �O là giao điểm của ��AC và ��BD
Suy ra �O là trung điểm của ��AC và ��BD (1) (tính chất đường chéo hình chữ nhật)
Tứ giác ����AICK là hình bình hành (chứng minh trên).
Suy ra ��AC cắt ��IK tại trung điểm của ��AC (2)
Từ (1) và (2) suy ra �O là trung điểm của ��AC, ��IK và ��BD.
Hay ba đường thẳng ��AC, ��BD, ��IK cùng đi qua điểm �O.
Tứ giác ����ABCD là hình chữ nhật (GT)
Suy ra ��AD // ��IC (hai cạnh đối) nên tứ giác ����AICD là hình thang.
Mà ���^=90∘ADC=90∘ (góc của hình chữ nhật)
Do đó tứ giác ����AICD là hình thang vuông.
b) Tứ giác ����ABCD là hình chữ nhật nên ��AD // ��,��=��BC,AD=BC.
Mà �I, �K lần lượt là trung điểm của ��BC, ��AD.
Suy ra ��AK // ��IC và ��=��AK=IC.
Tứ giác ����AICK có ��AK // ��IC và ��=��AK=IC nên tứ giác ����AICK là hình bình hành (dấu hiệu nhận biết).
c) Gọi �O là giao điểm của ��AC và ��BD
Suy ra �O là trung điểm của ��AC và ��BD (1) (tính chất đường chéo hình chữ nhật)
Tứ giác ����AICK là hình bình hành (chứng minh trên).
Suy ra ��AC cắt ��IK tại trung điểm của ��AC (2)
Từ (1) và (2) suy ra �O là trung điểm của ��AC, ��IK và ��BD.
Hay ba đường thẳng ��AC, ��BD, ��IK cùng đi qua điểm �O.