Cho nửa đường tròn đường kính AB, dây MN có độ dài bằng bán kính R của đường tròn, M thuộc cung AN. Các tia AM và BN cắt nhau ở I, dây AN và BM cắt nhau ở K. Với vị trí nào của dây MN thì diện tích tam giác IAB lớn nhất? Tính diện tích đó theo bán kính R.
Trả lời bởi giáo viên
Gọi H là chân đường cao kẻ từ I đến cạnh AB.
Khi đó ta có: SIAB=12IH.AB.
Ta có AB là đường kính ⇒SIABMax⇔IHMax⇔ H trùng với O.
Khi H trùng với O thì OI vừa là đường cao vừa là đường trung tuyến của tam giác ⇒ΔIAB cân tại I.
Lại có MNAB=R2R=12⇒MN là đường trung bình của tam giác ΔABC.
⇒MN//BC.
Xét ΔMON có MO=ON=MN=R⇒ΔMON là tam giác đều.
Tam giác IAB cân tại I có MN là đường trung bình ⇒ M và N lần lượt là trung điểm của AM và AB.
Lại có O là trung điểm của AB ⇒OM;ON cũng là hai đường trung bình của tam giác IAB.
⇒{ON//IMOM//IN⇒ tứ giác IMON là hình bình hành.
Lại có hai đường chéo OI và MN vuông góc với nhau (doMN//AB;OI⊥AB).
⇒IMON là hình thoi ⇒MI=IN=OM=R⇒IA=2IM=2R.
Xét tam giác AOI vuông tại O ta có: OI=√IA2−OA2=√4R2−R2=R√3.
⇒SIAB=12OI.AB=12.R√3.2R=R2√3.
Hướng dẫn giải:
Sử dụng tính chất hình bình hành, định lý Pytago và quỹ tích cung chứa góc
Hai điểm B, C cố định. Quỹ tích các điểm M thỏa mãn ^BMC=α không đổi là 2 cung chứa góc α dựng trên BC.