Chứng minh hai cặp tam giác đồng dạng từ góc bằng nhau
Đề bài:
Cho hình 9.74, biết rằng \(\widehat{ABD} = \widehat{ACE}\). Chứng minh rằng ΔABD ∽ ΔACE và ΔBOE ∽ ΔCOD.
Phân tích bài toán
Tóm tắt đề bài
Cho \(\widehat{ABD} = \widehat{ACE}\), cần chứng minh hai cặp tam giác đồng dạng: ΔABD ∽ ΔACE và ΔBOE ∽ ΔCOD.
Kiến thức cần dùng
Hai tam giác đồng dạng theo trường hợp g.g (hai góc bằng nhau). Tính chất hai góc kề bù (tổng bằng 180°). Nếu hai tam giác đồng dạng thì các góc tương ứng bằng nhau.
Phương pháp giải
Có một hướng giải chính. Với cặp ΔABD ∽ ΔACE: chỉ ra hai cặp góc bằng nhau gồm góc A chung và \(\widehat{ABD} = \widehat{ACE}\) đã cho, áp dụng trường hợp g.g. Với cặp ΔBOE ∽ ΔCOD: dùng kết quả vừa chứng minh để suy ra \(\widehat{ADB} = \widehat{AEC}\), từ đó suy ra \(\widehat{CDO} = \widehat{BEO}\); dùng giả thiết và tính chất góc kề bù để suy ra \(\widehat{EBO} = \widehat{DCO}\), rồi áp dụng g.g.
Ứng dụng thực tế
Khi em dùng gương để đo chiều cao của một tòa nhà, các tam giác tạo thành giữa mắt, gương và đỉnh nhà đồng dạng nhau — nguyên tắc tương tự bài này.
Gợi ý (0/3)
Gợi ý 1:
Với ΔABD và ΔACE, em nhận thấy góc A xuất hiện ở cả hai tam giác và đề đã cho \(\widehat{ABD} = \widehat{ACE}\). Hai góc bằng nhau là đủ để kết luận đồng dạng theo trường hợp g.g.
Gợi ý 2:
Sau khi có ΔABD ∽ ΔACE, em suy ra được \(\widehat{ADB} = \widehat{AEC}\). Hai góc này và các góc \(\widehat{CDO}\), \(\widehat{BEO}\) có quan hệ gì với nhau trên hình? (Đối đỉnh hoặc cùng tia?)
Gợi ý 3:
Để chứng minh ΔBOE ∽ ΔCOD, em cần hai cặp góc bằng nhau. Cặp thứ nhất: \(\widehat{CDO} = \widehat{BEO}\) (suy từ \(\widehat{ADB} = \widehat{AEC}\)). Cặp thứ hai: vì \(\widehat{ABD} = \widehat{ACE}\) và hai góc kề bù nên \(\widehat{EBO} + \widehat{ABD} = 180°\), \(\widehat{DCO} + \widehat{ACE} = 180°\), suy ra \(\widehat{EBO} = \widehat{DCO}\).
Lời giải chi tiết
Xét ΔABD và ΔACE có:
- Góc A chung
- \(\widehat{ABD} = \widehat{ACE}\) (giả thiết)
Do đó ΔABD ∽ ΔACE (g.g).
Vì ΔABD ∽ ΔACE nên các góc tương ứng bằng nhau:
\[\widehat{ADB} = \widehat{AEC}\]
\[\Rightarrow \widehat{CDO} = \widehat{BEO} \quad (1)\]
Mặt khác, vì \(\widehat{ABD} = \widehat{ACE}\) (giả thiết) và:
\[\widehat{ABD} + \widehat{EBO} = 180^\circ \quad \text{(kề bù)}\]
\[\widehat{ACE} + \widehat{DCO} = 180^\circ \quad \text{(kề bù)}\]
\[\Rightarrow \widehat{EBO} = \widehat{DCO} \quad (2)\]
Từ (1) và (2), xét ΔBOE và ΔCOD có hai cặp góc bằng nhau:
- \(\widehat{BEO} = \widehat{CDO}\)
- \(\widehat{EBO} = \widehat{DCO}\)
Do đó ΔBOE ∽ ΔCOD (g.g).