Cho (O) đường kính AB = 2R, dây MN vuông góc với AB tại I sao cho IA<IB. Trên đoạn MI lấy diểm E sao cho E khác M và I. TTia AE cắt đường tròn tại điểm thứ 2 là K. Chứng minh
a, IEKB là tứ giác nội tiếp
b, tam giác AME đồng dạng với tam giác AKM
c, AE.AK + BI.BA = 4R2
d, Xác định vị trí điểm I sao cho chu vi tam giác MIO đạt giá trị lớn nhất
a. Em tự giải
b.
Tứ giác ABKM nội tiếp (O) \(\Rightarrow\widehat{AMK}+\widehat{ABK}=180^0\)
Theo câu a, IEKB nội tiếp \(\Rightarrow\widehat{IEK}+\widehat{ABK}=180^0\)
\(\Rightarrow\widehat{AMK}=\widehat{IEK}\)
Mà \(\widehat{IEK}=\widehat{AEM}\) (đối đỉnh)
\(\Rightarrow\widehat{AMK}=\widehat{AEM}\)
Xét hai tam giác AME và AKM có:
\(\left\{{}\begin{matrix}\widehat{AEM}=\widehat{AMK}\\\widehat{MAE}-chung\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow\Delta AME\sim\Delta AKM\left(g.g\right)\)
c.
Từ câu b \(\Rightarrow\dfrac{AE}{AM}=\dfrac{AM}{AK}\Rightarrow AE.AK=AM^2\)
AB là đường kính \(\Rightarrow\widehat{AMB}=90^0\) (góc nt chắn nửa đường tròn)
\(\Rightarrow\Delta AMB\) vuông tại M
Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông AMB với đường cao MI:
\(BM^2=BI.BA\)
\(\Rightarrow AE.AK+BI.BA=AM^2+BM^2=AB^2=4R^2\)
d.
Chu vi tam giác MIO bằng \(OI+IM+OM\)
Mà \(OM=R\) cố định nên chu vi MIO lớn nhất khi \(OI+IM\) lớn nhất
Ta có:
\(OI+IM\le\sqrt{2\left(OI^2+IM^2\right)}=\sqrt{2OM^2}=R\sqrt{2}\)
Dấu "=" xảy ra khi \(OI=IM\Rightarrow\Delta OIM\) vuông cân tại I
Pitago: \(OI^2+IM^2=OM^2\Leftrightarrow2OI^2=R^2\Rightarrow OI=\dfrac{R}{\sqrt{2}}\)
Vậy chu vi MIO lớn nhất khi I nằm ở vị trí sao cho \(OI=\dfrac{R}{\sqrt{2}}\)