Giải SBT Toán 7 KNTT Bài 35. Sự đồng quy của ba đường trung trực, ba đường cao trong một tam giác có đáp án

Trong tam giác BEF, đường cao xuất phát từ B là đường thẳng BD, đường cao xuất phát từ F là đường thẳng FA.

Hai đường cao BD và FA cắt nhau tại C.

Vậy C là trực tâm của tam giác BEF.

Tam giác OPM là tam giác cân tại O (vì Ox là đường trung trực của đoạn thẳng PM).

Suy ra $\widehat{OPM}=\widehat{OMP}$ (1) và OM = OP.

Lại có tam giác RPM là tam giác cân tại R (vì Ox, hay chính là Rx là đường trung trực của đoạn thẳng PM).

Suy ra $\widehat{RPM}=\widehat{RMP}$ (2)

Trừ vế với vế của (1) cho (2) ta có: $\widehat{OPM}-\widehat{RPM}=\widehat{OMP}-\widehat{RMP}$ .

Hay $\widehat{OPR}=\widehat{OMR}$ (*)

Tương tự ta có tam giác OPN là tam giác cân tại O (vì Oy là đường trung trực của đoạn thẳng PN).

Suy ra $\widehat{OPN}=\widehat{ONP}$ (3) và ON = OP.

Lại có tam giác SPN là tam giác cân tại R (vì Oy, hay chính là Sy là đường trung trực của đoạn thẳng PN).

Suy ra $\widehat{SPN}=\widehat{SNP}$ (4)

Trừ vế với vế của (3) cho (4) ta có: $\widehat{OPN}-\widehat{SPN}=\widehat{ONP}-\widehat{SNP}$

Hay $\widehat{OPS}=\widehat{ONS}$ (**)

Vì OM = ON (= OP) nên tam giác OMN là tam giác cân tại O.

Do đó: $\widehat{OMR}=\widehat{ONS}$ (***)

Từ (*), (**), (***) ta suy ra $\widehat{OPR}=\widehat{OPS}$ .

Vậy suy ra PO là tia phân giác của góc RPS (đpcm).

Gọi BJ là đường cao xuất phát từ B của tam giác ABC.

Xét hai tam giác AHJ và tam giác BCJ có:

AH = BC (gt)

$\widehat{AJH}=\widehat{BJC}\ (=90^{\circ})$

$\widehat{JAH}=\widehat{JBC}$ (hai góc cùng phụ với $\widehat{JBC}$ )

Do đó ∆AHJ = ∆BCJ (cạnh huyền – góc nhọn).

Suy ra AJ = BJ (hai cạnh tương ứng).

Xét tam giác JAB vuông tại J có AJ = BJ (cmt) nên JAB là tam giác vuông cân tại J.

Vậy $\widehat{BAJ}=\widehat{BAC}=45^{\circ}$ (đpcm).

a) Nếu đường trung trực d của cạnh BC cắt cạnh AC tại điểm D nằm giữa A và C thì ta có DB = DC (do D nằm trên đường trung trực của canh BC thì sẽ cách đều hai đầu mút).

Từ đó ta có: AC = AD + DC = AD + DB (1)

Trong tam giác ABD, theo bất đẳng thức tam giác, ta có: AD + DB > AB (2)

Vậy từ (1) và (2) ta suy ra được: AC > AB (đpcm).

b) Điều đảo lại cũng hoàn toàn đúng. Thật vậy,

Đường trung trưc của BC không thể đi qua A vì nếu thế thì AB = AC (trái với giải thiết)

Vậy nên đường trung trực d phải cắt đoạn thẳng AB tại điểm nằm giữa A và B.

Để đường trung trực d phải cắt đoạn thẳng AB tại điểm nằm giữa A và B thì chứng minh tương tự câu a) ta dễ dàng suy ra được AB > AC (trái với giả thiết)

Và đường trung trực d phải cắt đoạn thẳng AC tại điểm nằm giữa A và C

Để đường trung trực d phải cắt đoạn thẳng AC tại điểm nằm giữa A và C thì chứng minh tương tự câu a) ta dễ dàng suy ra được AC > AB (đúng với giả thiết)

Vậy suy ra đường trung trực d của cạnh BC cắt AC tại điểm nằm giữa A và C nếu AC > AB.

c) M nằm trên đường trung trực của đoạn thẳng BC nên ta có MB = MC

Suy ra MA + MB = MA + MC (3)

Mà áp dụng bất đẳng thức tam giác vào tam giác MAC ta có MA + MC > AC

Hay MA + MC > AD + DC (4)

Từ (3) và (4) ta suy ra được MA + MB > DA + DC (đpcm).