Đề bài - bài 11 trang 197 sbt toán 9 tập 2

Cho tứ giác \(ABCD\) nội tiếp đường tròn \((O;R)\) có hai đường chéo \(AC\) và \(BD\) vuông góc với nhau. Chứng minh rằng\(A{B^2} + C{D^2} = 4{R^2}\).

Đề bài

Cho tứ giác \(ABCD\) nội tiếp đường tròn \((O;R)\) có hai đường chéo \(AC\) và \(BD\) vuông góc với nhau. Chứng minh rằng\(A{B^2} + C{D^2} = 4{R^2}\).

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Sử dụng:

- Trên một đường tròn hai dây song song chắn hai cung bằng nhau.

- Hai cung bằng nhau căng hai dây bằng nhau.

- Định lí Pytago: Trong tam giác vuông, bình phương của cạnh huyền bằng tổng các bình phương của các cạnh góc vuông.

Lời giải chi tiết

Đề bài - bài 11 trang 197 sbt toán 9 tập 2

Kẻ đường kính \(BB'\). Nối \(B'A,B'D,B'C\).

\( \widehat {B'DB} = {90^o}\) (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn).

\( \Rightarrow DB' \bot BD\)

Mặt khác \(AC\bot BD\) (gt)

\( \Rightarrow DB'//AC\)

Vì \(AC//DB'\) nên \(sđ\overparen {AD}_\text{nhỏ} = sđ\overparen {B'C}_\text{nhỏ}\)

\(sđ\overparen {ADB'} = sđ\overparen {AD}_\text{nhỏ} + sđ\overparen {DB'}_\text{nhỏ}\)

\(sđ\overparen {CB'D} = sđ\overparen {B'C}_\text{nhỏ} + sđ\overparen {DB'}_\text{nhỏ}\)

Mà\(sđ\overparen {AD}_\text{nhỏ} = sđ\overparen {B'C}_\text{nhỏ}\)

\( \Rightarrow sđ\overparen {ADB'} = sđ\overparen {CB'D}\).

\( \Rightarrow AB' = CD\) (các dây cung chắn các cung bằng nhau thì bằng nhau) (1)

Ta có \(\widehat {BAB'} = {90^o}\) (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn).

Áp dụng định lí Pytago vào tam giác vuông \(BAB'\) có:

\(A{B^2} + AB{'^2} = BB{'^2}\) (2)

Từ (1) và (2) suy ra:\(A{B^2} + C{D^2} = BB{'^2}\)

Hay\(A{B^2} + C{D^2} = 4{R^2}\).