Giải bài 18 trang 42 Chuyên đề học tập Toán 11 Chân trời sáng tạo
Cho tam giác ABC có góc B, góc C đều là góc nhọn.
Đề bài
Cho tam giác ABC có góc B, góc C đều là góc nhọn. Nêu cách vẽ hình chữ nhật DEFG có đỉnh D, đỉnh E thuộc cạnh BC, đỉnh F, đỉnh G thuộc cạnh AC, AB và có EF = 2DE.
Phương pháp giải - Xem chi tiết
Dựa vào phép vị tự để làm: Cho điểm O cố định và một số thực k, k≠0. Phép biến hình biến mỗi điểm M thành điểm M’ sao cho →OM′=k→OM được gọi là phép vị tự tâm O tỉ số k, kí hiệu V(O,k). O được gọi là tâm vị tự, k gọi là tỉ số vị tự.
Lời giải chi tiết
⦁ Phân tích:
Lấy điểm G’ bất kì trên AB.
Dựng hình chữ nhật D’E’F’G’ có E′F′=2D′E′ và hai đỉnh D’, E’ thuộc BC.
Đường thẳng BF’ cắt AC tại F.
Do D’E’F’G’ là hình chữ nhật nên G′D′⊥D′E′ hay G′D′⊥BC.
Mà GD ⊥ BC (do DEFG là hình chữ nhật).
Nên G’D’ // GD.
Chứng minh tương tự, ta được E’F’ // EF.
Vì D’E’F’G’ là hình chữ nhật nên G’F’ // D’E’ hay G’F’ // BC.
Mà GF // BC (do DEFG là hình chữ nhật).
Suy ra GF // G’F’.
Áp dụng định lí Thales, ta được BGBG′=BFBF′
Suy ra BF′=BG′BG.BF
Mà →BF′,→BF cùng hướng.
Do đó →BF′=BG′BG.→BF
Vì vậy F′=V(B,BG′BG)(F)(1)
Chứng minh tương tự, ta được D′=V(B,BG′BG)(D) và E′=V(B,BG′BG)(E)(2)
Lại có G′=V(B,BG′BG)(G)(3)
Từ (1), (2), (3), ta thu được V(B,BG′BG) biến hình chữ nhật D’E’F’G’ thành hình chữ nhật DEFG. Từ đó, ta suy ra cách dựng hình chữ nhật DEFG.
⦁ Cách dựng:
Lấy điểm G’ tùy ý trên AB.
Dựng hình chữ nhật D’E’F’G’ có E’F’ = 2D’E’, hai đỉnh D’, E’ nằm trên BC.
Đường thẳng BF’ cắt AC tại F.
Đường thẳng qua F song song với BC cắt AB tại G.
Gọi D, E lần lượt là hình chiếu của G, F lên BC.
Vậy ta đã dựng xong hình chữ nhật DEFG.