[1]<br />
<br />
T s kép c a hàng đi m và áp d ng<br />
Nguy n Đình Thành Công , Nguy n Phương Mai<br />
<br />
1. M t s khái ni m v t s kép c a hàng đi m, hàng đư ng th ng<br />
Đ nh nghĩa 1.1.<br />
Cho 4 đi m A, B, C, D n m trên m t đư ng th ng. Khi đó t s kép c a A, B, C, D (ta<br />
AC BC<br />
:<br />
và ta kí hi u<br />
chú ý t i tính th t ) đư c đ nh nghĩa là<br />
AD BD<br />
AC BC<br />
(ABCD) =<br />
:<br />
AD BD<br />
AC BC<br />
(Chú ý: Trong trư ng h p<br />
:<br />
= −1 ta nói A, B, C, D là hàng đi m đi u hòa và kí<br />
AD BD<br />
hi u (ABCD)=-1)<br />
T đ nh nghĩa suy ra<br />
i.(ABCD) = (CDAB) = (BADC) = (DCBA)<br />
1<br />
1<br />
ii.(ABCD) =<br />
=<br />
(BACD) (ABDC)<br />
iii.(ABCD) = 1 − (ACBD) = 1 − (DBCA)<br />
iv.(ABCD) = (A 'BCD) ⇔ A ≡ A '<br />
(ABCD) = (AB 'CD) ⇔ B ≡ B '<br />
<br />
v.(ABCD) ≠ 1<br />
Đ nh nghĩa 1.2. Phép chi u xuyên tâm.<br />
Cho (d). S ngoài (d). V i m i đi m M, SM c t (d) t i M’(M không thu c đư ng th ng<br />
qua S song song (d)). V y M→M’ là phép chi u xuyên tâm v i tâm chi u S lên (d)<br />
Ti p theo ta s phát bi u m t đ nh lí quan tr ng v phép chi u xuyên tâm<br />
Đ nh lí 1.3. Phép chi u xuyên tâm b o toàn t s kép<br />
Ch ng minh.<br />
Trư c h t ta c n phát bi u m t b đ<br />
B đ 1.3.1.<br />
Cho S. A, B, C, D thu c (d). T C k đư ng th ng song song SD c t SA, SB t i A’, B’.<br />
CA '<br />
Khi đó (ABCD) =<br />
CB'<br />
<br />
[2]<br />
<br />
Th t v y theo đ nh lí Talet ta có:<br />
CA DA AC DB CA ' DS CA '<br />
(ABCD) =<br />
:<br />
=<br />
:<br />
=<br />
:<br />
=<br />
CB DB AD CB DS CB ' CB '<br />
Tr l i đ nh lí ta có<br />
CA ' C1A ''<br />
(ABCD) =<br />
=<br />
= (A1B1C1D1) (d.p.c.m)<br />
CB' C1B''<br />
Nh n xét: A, B, C, D là hàng đi m đi u hòa ⇔ C là trung đi m A’B’<br />
T đ nh lí 1.3 ta có các h qu :<br />
H qu 1.3.2.<br />
Cho 4 đư ng th ng đ ng quy và đư ng th ng ∆ c t 4 đư ng th ng này t i A, B, C, D. khi<br />
đó (ABCD) không ph thu c vào ∆<br />
H qu 1.3.3.<br />
Cho hai đư ng th ng ∆1 , ∆ 2 c t nhau t i O. A, B, C ∈ ∆1 , A ', B ', C '∈ ∆ 2 . Khi đó:<br />
(OABC) = (OA ' B 'C ') ⇔ AA ', BB ', CC ' đ ng quy ho c đôi m t song song<br />
Ch ng minh.<br />
TH1. AA’, BB’, CC’ song song<br />
BO CO B 'O C 'O<br />
⇒<br />
:<br />
=<br />
:<br />
BA CA B' A C ' A<br />
⇒ (OABC) = (OA ' B'C ')<br />
TH2. AA’, BB’,CC’ không đôi m t song đ t AA '∩ BB ' = S,SC ∩ ∆ = C" .<br />
Ta có:<br />
(OA 'B'C ') = (OABC) = (OA ' B'C")<br />
<br />
⇒ (OA 'B'C ') = (OA 'B'C")<br />
⇒ C ' ≡ C ''<br />
V y AA’, BB’, CC’đ ng quy<br />
H qu 1.3.4.<br />
Đ nh nghĩa 1.4<br />
<br />
[3]<br />
Cho b n đư ng th ng a, b, c, d đ ng quy t i S. M t đư ng th ng (l) c t a, b, c, d t i A, B,<br />
C, D. Khi đó t s kép c a chùm a, b, c, d b ng t s kép c a hàng A, B, C, D.<br />
T đây ta suy ra:<br />
sin(OA, OC) sin(OB, OC)<br />
(abcd) = (ABCD) =<br />
:<br />
sin(OA, OD) sin(OB, OD)<br />
Tính ch t trên là m t tính ch t quan tr ng, r t có l i trong vi c gi i các bài toán<br />
Chú ý: Chùm a, b, c, d là chùm đi u hòa ⇔A, B, C, D là hàng đi m đi u hòa<br />
Tính ch t 1.5.<br />
Cho chùm đi u hòa (abcd)<br />
N u b⊥d ⇔ b, d là phân giác các góc t o b i a và c<br />
Ch ng minh.<br />
- N u b, d là phân giác góc t o b i a, c suy ra đi u ph i ch ng minh<br />
- N u b⊥d. T C k đư ng th ng song song OD. Do (abcd)=-1 nên MC = MN suy ra b, d<br />
là phân giác góc COA<br />
Tính ch t 1.6.<br />
Cho O và O’ n m trên d. Các đư ng th ng a, b, c đ ng quy t i O, a’, b’, c’ đ ng quy t i<br />
O’. a '∩ a = A, b ∩ b ' = B, c ∩ c ' = C . Ch ng minh r ng A, B, C th ng hàng ⇔<br />
<br />
( abcd ) = ( a’b’c’d )<br />
Ch ng minh. Xét AC ∩ d = K<br />
<br />
2. M t s ví d<br />
Chú ý : Trong m t s bài toán có nh ng trư ng h p đơn gi n như các đư ng th ng song<br />
song v i nhau, ch ng minh các trư ng h p này tương đ i đơn gi n, xin b qua<br />
2.1.<br />
Cho t giác ABCD. E = AB ∩ CD, F = AD ∩ BC, G = AC ∩ BD . EF ∩ AD, AB = M, N .<br />
Ch ng minh r ng (EMGN) = −1 .<br />
Ch ng minh.<br />
<br />
[4]<br />
<br />
Xét phép các phép chi u:<br />
A: E → B, G → C, M → F, N → N ⇒ ( EGMN ) = ( BCFN )<br />
D: E → C, G → B, M → F, N → N ⇒ (EGMN) = (CBFN)<br />
⇒ ( BCFN ) = (CBFN)<br />
1<br />
(BCFN)<br />
⇔ (BCFN) = −1 (do (BCFN) ≠ 1 )<br />
<br />
⇔ (BCFN) =<br />
<br />
V y ( EGMN ) = −1 (d.p.c.m)<br />
Nh n xét: T 2.1 ta suy ra bài toán: Cho tam giác ABC. D, E, F thu c các c nh BC, CA,<br />
AB. EF ∩ BC = M . Ta có: AD, BE, CF đ ng quy ⇔ (ABDM) = −1<br />
2.2.<br />
Cho t giác ABCD. AC ∩ BD = O . M t đư ng th ng (d) đi qua (O).<br />
(d) ∩ A, B, C, D = M, N, P, Q . Ch ng minh r ng: ( MNOP ) = ( MOQP )<br />
Ch ng minh.<br />
<br />
Xét các phép chi u:<br />
<br />
[5]<br />
A : M → J, O → C, Q → D, P → P ⇒ (MOQP) = ( JCDP )<br />
B : M → J, N → C, O → D, P → P ⇒ (MNOP) = ( JCDP )<br />
<br />
V y ( MNOP ) = ( MOQP )<br />
Nh n xét : T 2.2 ta suy ra bài toán sau:<br />
Cho t giác ABCD. AC ∩ BD = O . M t đư ng th ng (d) đi qua (O).<br />
(d) ∩ A, B, C, D = M, N, P, Q . Ch ng minh r ng: O là trung đi m QH khi và ch khi O là<br />
trung đi m MP.<br />
Bài toán trên chính là đ nh lí “con bư m” trong t giác.<br />
2.3.<br />
Cho t giác ABCD n i ti p đư ng tròn (O). S∈(O). Khi đó S(ABCD) = const (S(ABCD)<br />
là t s kép c a chùm SA, SB, SC, SD<br />
Ch ng minh.<br />
<br />
Ta có<br />
S(ABCD)<br />
=<br />
<br />
sin(SA,SC) sin(SB,SC) sin(BA, BC) sin(AB, AC)<br />
:<br />
=<br />
:<br />
sin(SA,SD) sin(SB,SD) sin(BA, BD) sin(AB, AD)<br />
<br />
=<br />
<br />
AC BC<br />
:<br />
= const (d.p.c.m)<br />
AD BD<br />
<br />
2.4.<br />
Cho t giác ABCD n i ti p đư ng tròn (O), AC ∩ BD = J .M t đư ng th ng (d) qua J ,<br />
(d) ∩ AB, CD, (O) = M, N, P, Q . Ch ng minh r ng: (QMJP) = (QJNP)<br />
Ch ng minh.<br />
<br />