Luyện tập hình vuông - phần 2

LUYỆN TẬP HÌNH VUÔNG – PHẦN II

Câu 1: Cho hình chữ nhật có hai cạnh kề không bằng nhau. Chứng minh rằng các tia phân giác của các góc của hình chữ nhật đó cắt nhau tạo thành một hình vuông.

Lời giải:

Gọi giao điểm các đườngphân giác của các góc: A, B, C, D theo thứ tự cắt nhau tại E, H, F, G.

* Trong ΔADG, ta có:

∠(GAD) = 45^o; (GDA) = 45o (gt)

⇒ ΔGAD vuông cân tại G.

⇒ ∠(AGD) = 90^o và GD = GA

Trong ΔBHC, ta có:

∠(HBC) = 45^o; ∠(HCB) = 45^o (gt)

⇒ ΔHBC vuông cân tại H.

⇒ ∠(BHC) = 90^o và HB = HC

* Trong ΔFDC, ta có: ∠D1 = 45^o; ∠C1 = 45^o (gt)

⇒ ΔFDC vuông cân tại F ⇒ ∠F = 90^o và FD = FC

Nên tứ giác EFGH là hình chữ nhật (vì có 3 góc vuông).

Xét ΔGAD và ΔHBC,ta có: ∠(GAD) = ∠(HBC) = 45^o

AD = BC (tính chất hình chữ nhật)

∠(GDA) = ∠(HCB) = 45^o

Suy ra: ΔGAD = ΔHBC

FD = FC (chứng minh trên)

Suy ra: FG = FH

Vậy hình chữ nhật EFGH có hai cạnh kế bằng nhau nên nó là hình vuông.

Câu 2: Cho hình vuông ABCD. Gọi E là một điểm nằm giữa O và D. Tia phân giác của góc DAE cắt CD ở F. Kẻ FH AE (H AE), FH cắt BC ở G. Tính số đo góc (FAG) ̂

Lời giải:

* Xét hai tam giác vuông DAF và HAF, ta có:

∠(ADF) = ∠(AHF) = 90^o

∠A1= ∠A2

AF cạnh huyền chung

Suy ra: ΔDAF = ΔHAF (cạnh huyền, góc nhọn)

⇒ DA = HA

Mà DA = AB (gt)

Suy ra: HA = AB

* Xét hai tam giác vuông HAG và, BAG, ta có:

∠(AHG) = ∠(ABG) = 90^o

HA = AB (chứng minh trên)

AG cạnh huyền chung

Suy ra: ΔHAG = ΔBAG (cạnh huyền, cạnh góc vuông)

⇒ ∠A3 = ∠A4hay AG là tia phân giác của ∠(EAB)

Vậy (FAG) = ∠A2+ ∠A3 = 1/2 (∠(DAE) + ∠(EAB) ) = 1/2 .90^o = 45^o

Câu 3: Cho hình vuông DEBC. Trên cạnh DC lấy điểm A, trên tia đối của tia DC lấy điểm K, trên tia đối của tia ED lấy điểm M sao cho CA = DK = EM . Vẽ hình vuông DKIH (H thuộc cạnh DE). Chứng minh rằng ABMI là hình vuông.

Lời giải:

* Xét ΔCAB và ΔEMB, ta có:

CA = EM (gt)

CB = EB (tính chất hình vuông)

Suy ra: ΔCAB = ΔEMB (c.g.c)

⇒ AB = MB (1)

Ta có: AK = DK+ DA

CD = CA + AD

Mà CA = DK nên AK = CD

* Xét ΔCAB và ΔKIA, ta có:

CA = KI (vì cùng bằng DK)

∠C = ∠K = 90^o

CB = AK (vì cùng bằng CD)

Suy ra: ΔCAB = ΔKIA (c.g.c)

⇒ AB = AI (2)

DH = DK (vì KDHI là hình vuông)

EM = DK (gt)

⇒ DH + HE = HE + EM

Hay DE = HM

* Xét ΔHIM và ΔEMB, ta có: HI = EM (vì cũng bằng DK)

∠H = ∠E = 90^o

HM = EB (vì cùng bằng DE)

Suy ra: ΔHIM = ΔEMB (c.g.c)

⇒ IM = MB (3)

Từ (1), (2) và (3) suy ra: AM = BM = AI = IM

Tứ giác ABMI là hình thoi.

Mặt khác, ta có ΔACB = ΔMEB (chứng minh trên)

⇒ ∠(CBA) = ∠(EBM)

Mà ∠(CBA) + ∠(ABE) = ∠(CBE) = 90^o

Suy ra: ∠(EBM) + ∠(ABE) = 90^o hay ∠(ABM) = 90^o

Vậy tứ giác ABMI là hình vuông.

Câu 4: Cho tam giác ABC. Vẽ ở ngoài tam giác các hình vuông ABDE, ACFH.

a, Chứng minh rằng EC = BH, EC ⊥ BH

b, Gọi M, N theo thứ tự là tâm của các hình vuông ABDE, ACFH. Gọi I là trung điểm của BC. Tam giác MIN là tam giác gì? Vì sao?

Lời giải:

a, Ta có: ∠(BHA) ) = ∠(BAC) + ∠(CAH) = ∠(BAC) + 90o

∠(EAC) = ∠(BAC) + ∠(BAE) = ∠(BAC) + 90^o

Suy ra: ∠(BAH) = ∠(EAC)

* Xét ΔBAH và ΔEAC, ta có:

BA = EA (vì ABDE là hình vuông)

∠(BAH) = ∠(EAC) (chứng minh trên)

AH = AC (vì ACFH là hình vuông)

Suy ra: ΔBAH = ΔEAC (c.g.c) ⇒ BH = EC

Gọi K và O lần lượt là giao điểm của EC với AB và BH.

Ta có: ∠(AEC) = ∠(ABH) (vì ΔBAH = ΔEAC) (1)

Hay ∠(AEK) = ∠(OBK)

* Trong ΔAEK, ta có: ∠(EAK) = 90^o

⇒ ∠(AEK) + ∠(AKE) = 90^o (2)

Mà ∠(AKE) = ∠(OKB) (đối đỉnh) (3)

Từ (1), (2) và (3) suy ra:

∠(OKB) + ∠(OBK) = 90^o

* Trong Δ BOK ta có:

∠(BOK) + ∠(OKB) + ∠(OBK) = 180^o

⇒ ∠(BOK) = 180o – (∠(OKB) + ∠(OBK) ) = 180^o – 90^o = 90^o

Suy ra: EC ⊥ BH

b, * Trong ΔEBC, ta có: M là trung điểm EB (tính chất hình vuông)

I trung điểm BC (gt)

Nên MI là đường trung bình của ΔEBC

⇒ MI = 1/2 EC và MI // EC (tính chất đường trung bình của tam giác).

Trong ABCH, ta có: I trung điểm BC (gt)

N trung điểm của CH (tính chất hình vuông)

Nên NI là đường trung bình của ΔBCH

⇒ NI = 1/2 BH và NI // BH (tính chất đường trung bình của tam giác)

Mà BH = CE (chứng minh trên)

Suy ra: MI = NI nên ΔINM cân tại I

MI // EC (chứng minh trên)

EC ⊥ BH (chứng minh trên)

Suy ra: MI ⊥ BH. Mà NI // BH (chứng minh trên)

Suy ra: MI ⊥ NI hay ∠(MIN) = 90^o

Vậy ΔMIN vuông cân tại I.

Câu 5. a) Một hình.vuông có cạnh bằng 3cm. Đường chéo của hình.vuông đó bằng 6cm, √18cm, 5cm hay 4cm ?

b) Đường chéo của một hìnhvuông bằng 2dm. Cạnh cảu hìnhvuông đó bằng: 1dm, 3/2dm, √2dm hay 4/3dm ?

Giải: a) Gọi đường chéo của hình vuông có độ dài là a.

Ta có: a2  = 32 + 32 = 18

Suy ra a = √18 (cm)

Vậy đường chéo của hình-vuông đó bằng 3√2 (cm).

b) Gọi cạnh của hình-vuông là a.

Ta có  a2 +  a2  + 22 ⇒2 a2 = 4 ⇒ a2 = 2 ⇒ a = √2 (dm)

Vậy cạnh của hình-vuông đó bằng √2(cm).