Chứng minh hình thang nội tiếp đường tròn là hình thang cân
Problem:
Cho hình thang ABCD (AB // CD) nội tiếp đường tròn (O). Chứng minh rằng ABCD là hình thang cân.
Problem Analysis
Problem Summary
Cho hình thang ABCD có AB // CD, nội tiếp đường tròn (O). Cần chứng minh ABCD là hình thang cân.
Required Knowledge
Tứ giác nội tiếp đường tròn có tổng hai góc đối bằng 180°. Hai góc trong cùng phía của hai đường thẳng song song bị cắt bởi một cát tuyến có tổng bằng 180°. Dấu hiệu nhận biết hình thang cân: hình thang có hai góc kề một đáy bằng nhau.
Solution Method
Một cách giải. Từ AB // CD, suy ra \(\widehat{A} + \widehat{D} = 180°\). Từ tứ giác nội tiếp, suy ra \(\widehat{A} + \widehat{C} = 180°\). So sánh hai đẳng thức để rút ra \(\widehat{C} = \widehat{D}\), rồi kết luận hình thang cân.
Real-world Application
Mặt cắt ngang của một cái xô nhựa thường có dạng hình thang cân — em có thể giải thích vì sao hai góc ở đáy lớn luôn bằng nhau không?
Hints (0/3)
Hint 1:
Vì AB // CD, hãy xét cặp góc trong cùng phía \(\widehat{A}\) và \(\widehat{D}\). Hai góc trong cùng phía tạo bởi hai đường thẳng song song có tổng bằng bao nhiêu?
Hint 2:
ABCD là tứ giác nội tiếp đường tròn, nên hai góc đối \(\widehat{A}\) và \(\widehat{C}\) có tổng bằng 180°. So sánh với kết quả ở gợi ý 1, em rút ra được điều gì về \(\widehat{C}\) và \(\widehat{D}\)?
Hint 3:
Sau khi có \(\widehat{C} = \widehat{D}\), đây chính là hai góc kề đáy CD của hình thang. Dùng dấu hiệu nhận biết hình thang cân để kết luận.
Detailed solution
Vì AB // CD nên \(\widehat{A} + \widehat{D} = 180°\) (hai góc trong cùng phía).
Vì tứ giác ABCD nội tiếp đường tròn (O) nên \(\widehat{A} + \widehat{C} = 180°\) (hai góc đối của tứ giác nội tiếp).
Từ hai đẳng thức trên:
\[\widehat{A} + \widehat{D} = \widehat{A} + \widehat{C}\]
\[\Rightarrow \widehat{C} = \widehat{D}\]
Hình thang ABCD có \(\widehat{C} = \widehat{D}\) (hai góc kề đáy CD bằng nhau) nên ABCD là hình thang cân.
Exercises in this lesson— Bài 29. Tứ giác nội tiếp