Question

[Thầy Cao Đô]

Bài 3. (3 điểm) Cho tam giác $ABC$ nhọn ($AB < AC$), đường cao $BE$ và $CF$ cắt nhau tại $H$. Qua $C$, $B$ kẻ các đường thẳng vuông góc với $AC$, $AB$ cắt nhau tại $K$.

a) Tứ giác $BHCK$ là hình gì? Tại sao?

b) Gọi $M$ là trung điểm của $BC$. Chứng minh $H$, $M$, $K$ thẳng hàng.

c) Từ $H$ kẻ $HG$ vuông góc với $BC$ ($G$ thuộc $BC$). Lấy $I$ thuộc tia đối của tia $GH$. Chứng minh $BCKI$ là hình thang cân.

Answer 1

[Hoàng Thị Phương Linh]

cô oi đề này em thấy sai ạ

Answer 2

[Phạm Tiến Đạt]

## Bài giải:

**a) Tứ giác BHCK là hình gì?**

* **Bước 1:** Xét tứ giác BHCK có: $\widehat{BHC} = \widehat{BKC} = 90^\circ$ (BE, CF là đường cao)

* **Bước 2:** Suy ra tứ giác BHCK nội tiếp đường tròn đường kính BC.

* **Bước 3:** Vì BHCK nội tiếp đường tròn đường kính BC nên $\widehat{HKB} = \widehat{HCB}$ (cùng chắn cung HB).

* **Bước 4:** Mặt khác, $\widehat{HCB} = \widehat{HAB}$ (cùng phụ với $\widehat{ABC}$).

* **Bước 5:** Từ bước 3 và bước 4 suy ra $\widehat{HKB} = \widehat{HAB}$.

* **Bước 6:** Xét tam giác HKB và tam giác HAB có:

    * $\widehat{HKB} = \widehat{HAB}$ (chứng minh trên)

    * $\widehat{KHB} = \widehat{AHB} = 90^\circ$

    * $\Rightarrow$ $\triangle HKB \sim \triangle HAB$ (g.g)

* **Bước 7:** Từ bước 6 suy ra $\frac{HK}{HA} = \frac{HB}{HB} = 1 \Rightarrow HK = HA$.

* **Bước 8:** Xét tam giác HKA có HK = HA nên tam giác HKA cân tại H.

* **Bước 9:** Do đó, $\widehat{HAK} = \widehat{HKA}$.

* **Bước 10:** Mặt khác, $\widehat{HKA} = \widehat{HCB}$ (cùng chắn cung HB).

* **Bước 11:** Từ bước 9 và bước 10 suy ra $\widehat{HAK} = \widehat{HCB}$.

* **Bước 12:** Xét tam giác HAK và tam giác HCB có:

    * $\widehat{HAK} = \widehat{HCB}$ (chứng minh trên)

    * $\widehat{AHK} = \widehat{CHB} = 90^\circ$

    * $\Rightarrow$ $\triangle HAK \sim \triangle HCB$ (g.g)

* **Bước 13:** Từ bước 12 suy ra $\frac{HK}{HC} = \frac{HA}{HB} = 1 \Rightarrow HK = HC$.

* **Bước 14:** Từ bước 7 và bước 13 suy ra HK = HA = HC.

* **Bước 15:** Xét tứ giác BHCK có:

    * HK = HA = HC (chứng minh trên)

    * $\Rightarrow$ Tứ giác BHCK là hình thoi.

**b) Gọi M là trung điểm của BC. Chứng minh H, M, K thẳng hàng.**

* **Bước 1:** Vì M là trung điểm của BC nên HM là đường trung tuyến của tam giác HBC.

* **Bước 2:** Mặt khác, BHCK là hình thoi nên HM cũng là đường cao của tam giác HBC.

* **Bước 3:** Do đó, HM vuông góc với BC.

* **Bước 4:** Vì HK = HC nên HK là đường trung tuyến của tam giác HKC.

* **Bước 5:** Mặt khác, $\widehat{HKC} = 90^\circ$ nên HK cũng là đường cao của tam giác HKC.

* **Bước 6:** Do đó, HK vuông góc với KC.

* **Bước 7:** Từ bước 3 và bước 6 suy ra H, M, K thẳng hàng.

**c) Từ H kẻ HG vuông góc với BC (G thuộc BC). Lấy điểm I thuộc tia đối của tia GH sao cho GH = GI. Chứng minh tứ giác BCKI là hình thang cân.**

* **Bước 1:** Xét tứ giác BCKI có:

    * $\widehat{BKI} = \widehat{CKI} = 90^\circ$ (BK, CK vuông góc với AB, AC)

    * $\Rightarrow$ Tứ giác BCKI nội tiếp đường tròn đường kính BC.

* **Bước 2:** Vì BCKI nội tiếp đường tròn đường kính BC nên $\widehat{BIK} = \widehat{BCK}$ (cùng chắn cung BK).

* **Bước 3:** Mặt khác, $\widehat{BCK} = \widehat{HKB}$ (cùng chắn cung HB).

* **Bước 4:** Từ bước 2 và bước 3 suy ra $\widehat{BIK} = \widehat{HKB}$.

* **Bước 5:** Xét tam giác BIK và tam giác BHK có:

    * $\widehat{BIK} = \widehat{HKB}$ (chứng minh trên)

    * $\widehat{BKI} = \widehat{BKH} = 90^\circ$

    * $\Rightarrow$ $\triangle BIK \sim \triangle BHK$ (g.g)

* **Bước 6:** Từ bước 5 suy ra $\frac{BI}{BH} = \frac{BK}{BK} = 1 \Rightarrow BI = BH$.

* **Bước 7:** Mặt khác, GH = GI nên BH = BI = GH + HI = GI + HI = HI.

* **Bước 8:** Do đó, BH = HI.

* **Bước 9:** Xét tứ giác BCKI có:

    * BI = BH (chứng minh trên)

    * $\widehat{BKI} = \widehat{CKI} = 90^\circ$

    * $\Rightarrow$ Tứ giác BCKI là hình thang cân.

**Kết luận:**

* a) Tứ giác BHCK là hình thoi.

* b) H, M, K thẳng hàng.

* c) Tứ giác BCKI là hình thang cân.