Đề bài - bài 37 trang 126 sgk toán 9 tập 2

+ Xét tứ giác \[OPNB\] có \[\widehat {NPO} = \widehat {NBO} = 90^\circ \] nên \[\widehat {NPO} + \widehat {NBO} = 90^\circ + 90^\circ = 180^\circ \] mà hai góc ở vị trí đối nhau nên tứ giác \[OPNB\] là tứ giác nội tiếp, suy ra \[\widehat {PBO} = \widehat {PNO}\] [cùng nhìn cạnh \[PO\]]

Đề bài

Cho nửa đường tròn tâm \[O\], đường kính \[AB = 2R\], \[Ax\] và \[By\] là hai tiếp tuyến với nửa đường tròn tại \[A\] và \[B\]. Lấy trên tia \[Ax\] điểm \[M\] rồi vẽ tiếp tuyến \[MP\] cắt \[By\] tại \[N\].

a] Chứng minh rằng \[MON\] và \[APB\] là hai tam giác vuông đồng dạng.

b] Chứng minh rằng \[AM.BN = R^2\]

c] Tính tỉ số\[\dfrac{S_{MON}}{S_{APB}}\]khi \[AM\] =\[\dfrac{R}{2}.\]

d] Tính thể tích của hình do nửa hình tròn \[APB\] quay quanh \[AB\] sinh ra.

Video hướng dẫn giải

Phương pháp giải - Xem chi tiết

a] Sử dụng tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau và tính chất tứ giác nội tiếp

b] Sử dụng tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau và hệ thức lượng trong tam giác vuông

c] Sử dụng: Tỉ số diện tích của hai tam giác đồng dạng bằng bình phương tỉ số đồng dạng

d] Thể tích hình cầu bán kính \[R\] là \[V = \dfrac{4}{3}\pi {R^3}.\]

Lời giải chi tiết

a] + Xét nửa đường tròn \[\left[ O \right]\] có \[MA,MP\] là hai tiếp tuyến cắt nhau tại \[M\] nên \[OM\] là phân giác \[\widehat {AOP} \Rightarrow \widehat {{O_2}} = \widehat {{O_1}}\] [1]

Tương tự ta có \[NB,NP\] là hai tiếp tuyến cắt nhau tại \[N\] nên \[ON\] là phân giác \[\widehat {BOP} \Rightarrow \widehat {{O_3}} = \widehat {{O_4}}\] [2] và

\[\widehat {NPO} = \widehat {NBO} = 90^\circ \]

Mà \[\widehat {{O_1}} + \widehat {{O_2}} + \widehat {{O_3}} + \widehat {{O_4}} = 180^\circ \] [3]

Từ [1], [2] và [3] ta có \[\widehat {{O_2}} + \widehat {{O_3}} = \widehat {{O_1}} + \widehat {{O_4}}\\ = \dfrac{{\widehat {{O_1}} + \widehat {{O_2}} + \widehat {{O_3}} + \widehat {{O_4}}}}{2} = \dfrac{{180^\circ }}{2} = 90^\circ \]

Hay \[\widehat {MON} = 90^\circ \]

+ Lại có \[\widehat {APB} = 90^\circ \] [góc nội tiếp chắn nửa đường tròn]

+ Xét tứ giác \[OPNB\] có \[\widehat {NPO} = \widehat {NBO} = 90^\circ \] nên \[\widehat {NPO} + \widehat {NBO} = 90^\circ + 90^\circ = 180^\circ \] mà hai góc ở vị trí đối nhau nên tứ giác \[OPNB\] là tứ giác nội tiếp, suy ra \[\widehat {PBO} = \widehat {PNO}\] [cùng nhìn cạnh \[PO\]]

Xét \[\Delta MON\] và \[\Delta APB\] có \[\widehat {MON} = \widehat {APB}\left[ { = 90^\circ } \right]\] và \[\widehat {PBA} = \widehat {MNO}\,\left[ {cmt} \right]\] nên \[\Delta APB \backsim \Delta MON\left[ {g - g} \right]\] [đpcm]

b] + Xét nửa đường tròn \[\left[ O \right]\] có \[MA,MP\] là hai tiếp tuyến cắt nhau tại \[M\] và \[NB,NP\] là hai tiếp tuyến cắt nhau tại \[N\] nên \[MA = MP;NP = NB\] [tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau]

+ Xét tam giác \[MON\] vuông tại \[O\] có \[OP \bot MN\] [do \[MN\] là tiếp tuyến của \[\left[ O \right]\]] nên theo hệ thức lượng trong tam giác vuông ta có \[O{P^2} = MP.PN\]

Mà \[MA = MP;NP = NB\] [cmt] và \[OP = R\] nên \[O{P^2} = MP.PN \Leftrightarrow {R^2} = AM.BN\] [đpcm]

c] Vì \[AM = \dfrac{R}{2}\] mà \[AM.BN = {R^2}\] [câu b] nên \[BN = \dfrac{{{R^2}}}{{AM}} = \dfrac{{{R^2}}}{{\dfrac{R}{2}}} = 2R\]

Suy ra \[MP = MA = \dfrac{R}{2};NP = NB = 2R \\\Rightarrow MN = MP + NP = \dfrac{R}{2} + 2R = \dfrac{5}{2}R.\]

Vì \[\Delta MON \sim \Delta APB\] [câu a] nên tỉ số đồng dạng là \[k = \dfrac{{MN}}{{AB}} = \dfrac{{\dfrac{5}{2}R}}{{2R}} = \dfrac{5}{4}\]

Suy ra tỉ số diện tích \[\dfrac{{{S_{MON}}}}{{{S_{APB}}}}\, = {k^2} = {\left[ {\dfrac{5}{4}} \right]^2} = \dfrac{{25}}{{16}}\] [tỉ số diện tích bằng bình phương tỉ số đồng dạng]

d] Nửa hình tròn \[APB\] quay sinh ra hình cầu bán kính \[R\] nên thể tích hình cầu là \[V = \dfrac{4}{3}\pi {R^3}.\]

Video liên quan

Chủ Đề