Câu 47 trang 12 Sách bài tập Hình Học 11 Nâng cao. Cho hai tam giác ABC và A’B’C’ với đường cao lần lượt là AH và A’H’. Trong mỗi trường hợp dưới đây, hai tam giác đó có bằng nhau hay không? a) AH = A’H’, AB = A’B’, AC = A’C’; b) AH = A’H’, AB = A’B’, AC = A’C’, các góc A và A’ đều là góc tù. Giải a) Có thể không bằng nhau (xem hình 26) b) (h.27) Vì góc \(\widehat A\) và \(\widehat {A'}\) là góc tù nên các góc \(\widehat B,\widehat C,\widehat {B'},\widehat {C'}\) đều là góc nhọn. Suy ra H ở giữa B và C, H' ở giữa B' và C'. Vì hai tam giác vuông ABH và A'B'H' bằng nhau nên có phép dời hình F biến A, B, H lần lượt thành A', B', H'. Dễ thấy rằng khi đó F biến C thành C'. Vậy F biến tam giác ABC thành tam giác A'B'C' nên hai tam giác đó bằng nhau. Câu 48 trang 12 Sách bài tập Hình Học 11 Nâng cao. Cho hình thanh ABCD vuông tại A và D, hình thang A'B'C'D' vuông góc tại A' và D'. Chứng minh rằng hai hình thang ấy bằng nhau nếu AB = A’B’, BC = B’C’ và CD = C’D’. Giải (h.28) Nếu AB = CD thì kết quả là hiển nhiên. Giả sử AB < CD, kẻ BH\(\bot\) CD, B'H' \(\bot\) C'D' Ta có CH = CD – AB = C'D' - A'B' = C'H'. Từ đó, suy ra hai tam giác vuông BHC và B'H'C' bằng nhau. Gọi F là phép dời hình biến tam giác BHC thành tam giác B'H'C', thì dễ thấy rằng F biến A thành A' và biến D thành D'. Do đó F biến hình thang ABCD thành hình thang A'B'C'D'. Vậy hai hình thang đó bằng nhau. Câu 49 trang 12 Sách bài tập Hình Học 11 Nâng cao. Chứng minh rằng hai tam giác bằng nhau nếu có các đường tròn nội tiếp bằng nhau, một cặp đường tròn bàng tiếp bằng nhau, đồng thời khoảng cách giữa tâm đường tròn nội tiếp và bàng tiếp của hai tam giác đó cũng bằng nhau. Giải (h.29) Giả sử tam giác ABC có đường tròn nội tiếp (O;r), đường tròn bàng tiếp góc A là (I; R), tam giác A’B’C’có đường tròn nội tiếp (O'; r), đường tròn bàng tiếp góc A’ là (I'; R); đồng thời OI = O'I'. Vì OI = O'I' nên có phép dời hình F biến O thành O’ và I thành I’, khi đó F biến (O; r) thành (O'; r) và biến (I; R) thành (I'; R). Mặt khác F biến cặp tiếp tuyến chung ngoài AB và AC của hai đường tròn (O) và (I) thành cặp tiếp tuyến chung ngoài A’B’ và A’C’ (hoặc thành A’C’ và A’B’), còn tiếp tuyến chung BC phải biến thành tiếp tuyến chung B’C’. Suy ra F biến tam giác ABC thành tam giác A’B’C’ hoặc thành tam giác A’C’B’, tức là hai tam giác ABC và A’B’C’ bằng nhau. Câu 50 trang 13 Sách bài tập Hình Học 11 Nâng cao. Chứng minh rằng hai tam giác vuông bằng nhau nếu có các cạnh huyền bằng nhau và đường cao ứng với cạnh huyền bằng nhau. Giải (h.30) Cho hai tam giác ABC, A’B’C’ vuông tại các đỉnh A, A’. Có BC = B’C’ và hai đường cao AH, A’H’ bằng nhau. Gọi AM, A’M’ là các đường trung tuyến thì AM = A’M’ và do đó hai tam giác vuông AHM và A’H’M’ bằng nhau. Gọi F là phép dời hình biến tam giác AHM thành tam giác A’H’M’ thì dễ thấy rằng F biến đoạn thẳng BC thành đoạn thẳng B’C’ (hoặc thành đoạn thẳng C’B’). Vậy hai tam giác đã cho bằng nhau. Câu 51 trang 13 Sách bài tập Hình Học 11 Nâng cao. Chứng minh rằng nếu ba trung tuyến của tam giác ABC lần lượt bằng ba trung tuyến của tam giác A’B’C’ thì hai tam giác đó bằng nhau. Giải (h.31) Giả sử tam giác ABC có ba trung tuyến AM, BN, CP cắt nhau tại G; tam giác A’B’C’ có ba trung tuyến A’M’, B’N’, C’P’ cắt nhau tại G’ và AM = A’M’, BN = B’N’, CP = C’P’ . Ta lấy điểm D và D’ sao cho BGCD và B’G’C’D’ là những hình bình hành. Dễ thấy rằng hai tam giác GCD và G’C’D’ bằng nhau. Bởi vậy, có một phép dời hình F biến G, C, D lần lượt thành G’, C’, D’. Rõ ràng khi đó F biến A thành A’, B thành B’ nên hai tam giác ABC và A’B’C’ bằng nhau. Câu 52 trang 13 Sách bài tập Hình Học 11 Nâng cao. Cho hình H gồm ba đường tròn có tâm tại A, B, C đôi một tiếp xúc ngoài với nhau và hình H’ gồm ba đường tròn có tâm tại A’, B’, C’ đôi một tiếp xúc ngoài với nhau. Chứng minh rằng nếu tam giác ABC bằng tam giác A’B’C’ thì hình H bằng hình H’. Giải Chứng minh rằng bán kính các đường tròn tâm A và tâm A’ bằng nhau, bán kính các đường tròn tâm B và tâm B’ bằng nhau, bán kính các đường tròn tâm C và tâm C’ bằng nhau. Suy ra phép dời hình F biến tam giác ABC thành tam giác A’B’C’ sẽ biến hình H thành hình H’.
