Đến nội dung

Hình ảnh

Tuần 3 tháng 3/2016: Đằng sau bài toán về đường tròn $Mixilinear$


  • Please log in to reply
Chủ đề này có 12 trả lời

#1
Zaraki

Zaraki

    PQT

  • Phó Quản lý Toán Cao cấp
  • 4273 Bài viết

Lời giải của bài Tuần 2 tháng 3 năm 2016 đã được thầy Hùng đưa ra tại Tuần 3 tháng 3 va kèm theo đó là bài toán mới, xin trích dẫn lại bài toán mới.

 

Bài 30. Cho tam giác $ABC$ nội tiếp đường tròn $(O)$, đường tròn nội tiếp $(I)$ tiếp xúc $BC$ tại $D$. $IB,IC$ cắt $(O)$ tại $E,F$ khác $B,C$. $M$ là trung điểm $EF$. Trên trung trực $ID$ lấy $Q,R$ sao cho $MQ \parallel IB, MR \parallel IC$. Trung trực $QR$ cắt $IM$ tại $P$. Chứng minh rằng đường tròn ngoại tiếp tam giác $PQR$ tiếp xúc $(O)$.

 

Screen Shot 2016-03-14 at 6.12.01 AM.png


Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi baopbc: 19-03-2016 - 00:11
Tuần 2 tháng 3

Discovery is a child’s privilege. I mean the small child, the child who is not afraid to be wrong, to look silly, to not be serious, and to act differently from everyone else. He is also not afraid that the things he is interested in are in bad taste or turn out to be different from his expectations, from what they should be, or rather he is not afraid of what they actually are. He ignores the silent and flawless consensus that is part of the air we breathe – the consensus of all the people who are, or are reputed to be, reasonable.

 

Grothendieck, Récoltes et Semailles (“Crops and Seeds”). 


#2
Ngockhanh99k48

Ngockhanh99k48

    Trung sĩ

  • Thành viên
  • 127 Bài viết

Lời giải của mình :) :
Trung trực $ID$ cắt $IB, IC$ tại $N,S$. Ta có $FI = FB$ nên $FN \perp BI$. Tương tự $ES \perp IC$. Do đó $F, N, S, E$ đồng viên. Do $M$ là trung điểm $EF$ nên $MF = MN$, ta có $MQ \perp FN$ nên $MQ$ là trung trực $FN$, suy ra $\triangle QFN$ cân tại $Q$. Do $\widehat{QNF} = 90° - \dfrac{\widehat{ABC}}{2}$ nên $\widehat{FQN} = \widehat {ABC}$, do $ QR//BC$ nên $FQ//AB$. Do $F$ là điểm chính giữa của cung $AB$ không chứa điểm $C$ nên $QF$ là tiếp tuyến của $(O)$. Tương tự $RE$ là tiếp tuyến của $(O)$. Gọi $K = FQ \cap RE$. Ta dễ dàng suy ra $M$ là tâm nội tiếp $\triangle KQR$. Do $KQ, KR$ tiếp xúc $(O)$ tại $F, E$ và $M$ là trung điểm $EF$ nên đường tròn $(O)$ là đường tròn mixtilinear trong góc $\widehat{QKR}$ của $(KQR)$. Ta lại có $\triangle KQR$ và $\triangle ABC$ có các cạnh tương ứng sông song nên $QB, KA, RC$ đồng quy tại $X$ là tiếp điểm của $(O)$ và $(KQR)$. Do $I, M$ là tâm nội tiếp $\triangle ABC, \triangle KQR$ nên $\overline{X, I, M}$. Khi đó $IM$ cắt $(KQR)$ tại $P'$ thì $P'$ thuộc trung trực $QR$, do đó $P'$ trùng $P$ hay $P \in (KQR)$. Ta có đpcm.


Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi Ngockhanh99k48: 14-03-2016 - 11:20


#3
baopbc

baopbc

    Himura Kenshin

  • Thành viên nổi bật 2016
  • 410 Bài viết

Bài toán này có nhiều khai thác khá thú vị :) , ở đây mình sẽ nêu một số tính chất mà mình phát hiện được, từ đó có thể mở rộng thêm bài toán:

- $T$ là giao của $BQ$ với $CR$. Khi đó: $T$ thuộc $(O)$ và $T$ là điểm tiếp xúc của đường tròn Mixilinear ứng với $\angle A$ của $\triangle ABC$, ở đây ta có ba đường tròn cùng tiếp xúc tại một điểm.

- $T,I,P$ thẳng hàng

- $R$ là giao của $RE$ và $QF$ thì $R,P,Q,R$ đồng viến ( tính chất này được anh Khánh dùng để chứng minh bài toán gốc)

Bài toán mở rộng: Cho $\triangle ABC$, $T$ bất kì trên cung $BC$ không chứa $A$. Trên $TB,TC$ lần lượt lấy $Q,R$ sao cho $BC||QR$. Kẻ tiếp tuyến $QF, RE$ tới $(O)$. $BE$ cắt $CF$ tại $I$.$TI$ cắt trung trực $QR$ tại $P$. Chứng minh: $(PQR)$ tiếp xúc $(O)$. :)

 

Hình gửi kèm

  • post 6.jpg


#4
Nguyen Dinh Hoang

Nguyen Dinh Hoang

    Hạ sĩ

  • Thành viên
  • 99 Bài viết

Bổ sung của mình $IP$ là đối trung của tam giác $QMR$.


Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi baopbc: 19-03-2016 - 00:10
Latex


#5
Nguyen Dinh Hoang

Nguyen Dinh Hoang

    Hạ sĩ

  • Thành viên
  • 99 Bài viết

Việc phát biểu bài toán mở rộng sẽ làm lộ đi các tính chất hay của bài toán


Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi baopbc: 19-03-2016 - 00:10


#6
quanghung86

quanghung86

    Thiếu úy

  • Điều hành viên
  • 632 Bài viết

Bài toán chứng minh tiếp xúc mà che đi được tiếp điểm sẽ giá trị hơn bài tiếp xúc có tiếp điểm.



#7
lucifer97

lucifer97

    Binh nhì

  • Thành viên mới
  • 19 Bài viết

Đây là nhận xét thú vị của Khoa thầy đã chỉnh lại cho đẹp.

Em có 1 mở rộng cũng khá thú vị cho cấu hình này : Cho tam giác $ ABC $ nội tiếp  $(O) $,  $E $ và  $F $ lần lượt nằm trên  $AC, AB $ sao cho 4 điểm  $E, F, B, C $ thuộc 1 đường tròn. Gọi  $D $ là giao của  $BE, CF $.  $(d) $ bất kì qua  $D $, cắt  $AC, AB $ tại  $M, N $. Qua  $M $ vẽ  $(d1) $ song song  $BE $, qua  $N $ vẽ  $(d2) $ song song  $CF. (d1) ,(d2) $ và  $BC $ cắt nhau tạo thành tam giác  $IJK $. Chứng minh  $(IJK) $ tiếp xúc  $(O) $



#8
quanghung86

quanghung86

    Thiếu úy

  • Điều hành viên
  • 632 Bài viết

Mở rộng đó của em trùng với mở rộng của thầy cho bài toán này http://oaithanhdao.b...tangent-to.html cách đây khoảng hơn 1 năm.



#9
quanghung86

quanghung86

    Thiếu úy

  • Điều hành viên
  • 632 Bài viết

Lời giải của Luis cho bổ đề bài trước khá hay, nhưng ai post lên AoPS mà không ghi nguồn ?

 

http://www.artofprob...213650_geometry



#10
baopbc

baopbc

    Himura Kenshin

  • Thành viên nổi bật 2016
  • 410 Bài viết

Lời giải bài tổng quát: Nhận xét rằng vai trò của $A$ ở đây là không quan trọng nên ta hoàn toán có thể loại bỏ điểm $A$.

Trở lại bài toán: Ta cần có bổ đề sau: Trên đường tròn tâm $(O)$ lấy dây cung $AB$ bất kì. $T$ thuộc cung $BC$. Trên $TB,TC$ lấy $P,Q$ sao cho: $PQ||BC$. $M,N$ lần lượt là điểm chính giữa cung $TB,TC$ nhỏ. $MP,NQ$ cắt $(O)$ làn thứ hai tại $E,F. I$ là giao của $NE$ với $NF$.Khi đó $TI$ là phân giác $\angle BTC$.

Chứng minh khá đơn giản, mọi người có thể tham khảo tại đây: http://www.artofprob...3_nice_geometry

Do $QF,RE$ lần lượt là các tiếp tuyến của $Q,R$ với $(O)$ theo hệ thức quen thuộc về tiếp tuyến và tính chất $BC||RQ$ ta suy ra: $\frac {FB}{FT}=\frac {EC}{ET}$.

Gọi $M,N$ lần lượt là điểm chính giữa các cung nhỏ $TC.TB. X,Y$ là giao của $FN,EM$ với $TB,TC$. Theo tính chất của đường phân giác ta suy ra $XY//QR$.

Áp dụng bổ đề ta suy ra $TI$ là phân giác $\angle RTQ$. Vậy ta có điều phải chứng minh. $\blacksquare$

Hình gửi kèm

  • Post 15.jpg


#11
quanghung86

quanghung86

    Thiếu úy

  • Điều hành viên
  • 632 Bài viết

Tổng quát và lời giải của em đều hay và có ý nghĩa, hãy đón đọc tuần sau nhé :)!



#12
quanghung86

quanghung86

    Thiếu úy

  • Điều hành viên
  • 632 Bài viết

Ngoài mở rộng của Bảo, thầy dễ xuất mở rộng khác như sau

 

Cho tam giác $ABC$ nội tiếp đường tròn $(O)$ và tâm nội tiếp $I$. $P$ là điểm nằm trên $(IBC)$. $PB,PC$ cắt $(O)$ tại $E,F$ khác $B,C$. $M$ là trung điểm $EF$. $D$ là hình chiếu của $P$ lên $BC$. Trung trực $PD$ cắt các đường thẳng qua $M$ lần lượt song song với $PC,PB$ tại $Q,R$. Trung trực $QR$ cắt $PM$ tại $N$. Chứng minh rằng $(NQR)$ tiếp xúc $(O)$.

 

Lời giải của thầy sắp cho lên tối này cũng dùng được cho mở rộng này hãy đón đọc nhé.



#13
Belphegor Varia

Belphegor Varia

    Thượng sĩ

  • Thành viên
  • 227 Bài viết

Ngoài mở rộng của Bảo, thầy dễ xuất mở rộng khác như sau

 

Cho tam giác $ABC$ nội tiếp đường tròn $(O)$ và tâm nội tiếp $I$. $P$ là điểm nằm trên $(IBC)$. $PB,PC$ cắt $(O)$ tại $E,F$ khác $B,C$. $M$ là trung điểm $EF$. $D$ là hình chiếu của $P$ lên $BC$. Trung trực $PD$ cắt các đường thẳng qua $M$ lần lượt song song với $PC,PB$ tại $Q,R$. Trung trực $QR$ cắt $PM$ tại $N$. Chứng minh rằng $(NQR)$ tiếp xúc $(O)$.

 

Lời giải của thầy sắp cho lên tối này cũng dùng được cho mở rộng này hãy đón đọc nhé.

Lời giải của em :

Gọi $P'$ là đối xứng của $P$ qua $M$, ta có $PEP'F$ là hình bình hành. 

$\angle EP'F=\angle EPF=\angle BPC=180^o-\frac{\angle BUC}{2},\angle EUF=\angle BUC-\angle BCF-\angle CBE=2(180^o- \angle EP'F)-(180^o-\angle EP'F)=180^o-\angle EP'F$

Suy ra $P'$ thuộc đường tròn $\odot (O)$

Gọi $L$ là trung điểm của $BP$,$X$ là giao điểm thứ 2 của $P'P$ với $\odot (O)$, ta có $PL.PE=\frac{1}{2}.PB.PE=\frac{1}{2}PP'.PX=PM.PX$. Nên $L,E,M,X$ nội tiếp $\odot (O_1)$

$XE$ cắt $\odot (O_1)$ lần 2 tại $Q'$  Ta có $\angle XQ'L=\angle XEL=\angle XCB$ nên $Q'L$ song song với $CP$ . Do đó $Q'$ nằm trên trung trực $PD$. Bằng biến đổi góc dễ có $MQ'$ song song với $CP$ nên $Q \equiv Q'$

Tương tự ta có $\overline{X,B,R}$. Suy ra $X$ là tâm vị tự trong của $\odot (O)$ và $\odot (XQR)$. 

Lại có $P'EBF$ và $P'ECF$ là hình thang cân nên dễ có $P'$ là trung điểm cung $BC$ chứa $A$

Do đó $XP'$ và trung trực $QR$ cắt nhau tại $N$ thuộc $\odot (XQR)$. Vậy $\odot (NQR)$ tiếp xúc với $\odot (O)$


Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi Belphegor Varia: 20-03-2016 - 18:45

$ \textbf{NMQ}$

Wait a minute, You have enough time. Also tomorrow will come 

Just take off her or give me a ride 

Give me one day or one hour or just one minute for a short word 

 





1 người đang xem chủ đề

0 thành viên, 1 khách, 0 thành viên ẩn danh