Cho tam giác ABC vuông tại A, đường cao AH.
a) Chứng minh \(AH^2\) = BH. CH
b) Gọi I là trung điểm AH. Qua C kẻ đường thẳng m ⊥ BI. m cắt BI, HA lần lượt tại K, P. Chứng minh: PH.PI = PK.PC và \(\hat{PCI}\) bằng \(\hat{PHK}\)
c) Chứng minh A là trung điểm PH


- \(\widehat{AHB} = \widehat{CHA} = 90^\circ\) (do \(AH \perp BC\))
- \(\widehat{BAH} = \widehat{ACH}\) (cùng phụ với góc \(\widehat{HAC}\))
\(\Rightarrow \triangle ABH \sim \triangle CAH\) (g.g)\(\Rightarrow \frac{AH}{CH} = \frac{BH}{AH}\)
\(\Rightarrow \mathbf{AH}^{\mathbf{2}}\mathbf{=BH\cdot CH}\) (đpcm). b) Chứng minh \(PH \cdot PI = PK \cdot PC\) và \(\widehat{PCI} = \widehat{PHK}\) 1. Chứng minh \(PH \cdot PI = PK \cdot PC\):
Xét \(\triangle PHK\) và \(\triangle PCI\):
- \(\widehat{P}\) chung.
- \(\widehat{PKH} = \widehat{PIC} = 90^\circ\) (do \(CK \perp BI\) tại \(K\) và \(AH \perp BC\) tại \(H\) là không đúng, ta xét góc khác).
Xét \(\triangle PKC\) và \(\triangle PHI\):- \(\widehat{KPC}\) chung.
- \(\widehat{PKC} = \widehat{PHI} = 90^\circ\) (theo giả thiết \(m \perp BI\) tại \(K\) và \(AH \perp BC\)).
2. Chứng minh \(\widehat{PCI} = \widehat{PHK}\):\(\Rightarrow \triangle PKC \sim \triangle PHI\) (g.g)
\(\Rightarrow \frac{PK}{PH} = \frac{PC}{PI} \Rightarrow \mathbf{PH \cdot PI = PK \cdot PC}\) (đpcm).
Từ tỉ lệ thức \(\frac{PK}{PH} = \frac{PC}{PI}\), ta suy ra \(\frac{PK}{PC} = \frac{PH}{PI}\).
Xét \(\triangle PHK\) và \(\triangle PCI\):
- \(\widehat{KPH}\) chung.
- \(\frac{PK}{PC} = \frac{PH}{PI}\) (chứng minh trên).
c) Chứng minh \(A\) là trung điểm \(PH\)\(\Rightarrow \triangle PHK \sim \triangle PCI\) (c.g.c)
\(\Rightarrow \widehat{\mathbf{PCI}}\mathbf{=}\widehat{\mathbf{PHK}}\) (đpcm).
- Trong \(\triangle BCP\) có hai đường cao \(BK\) và \(PH\) cắt nhau tại \(I\). Do đó \(I\) là trực tâm của \(\triangle BCP\).
- Suy ra \(CI \perp BP\).
- Gọi \(M\) là giao điểm của \(CI\) và \(BP\). Ta có \(CM \perp BP\) tại \(M\).
- Trong \(\triangle ABC\) vuông tại \(A\): \(AH^2 = BH \cdot CH\). Mà \(I\) là trung điểm \(AH \Rightarrow AH = 2AI\).
- Qua các hệ thức lượng và tính chất trực tâm, ta xét tỉ lệ trong tam giác:
- Vì \(I\) là trung điểm \(AH\) và các đường cao đồng quy, theo bổ đề hình thang hoặc tính chất đường trung bình trong các cấu hình tương tự, điểm \(P\) đối xứng với \(H\) qua \(A\).
- Cụ thể: Xét \(\triangle BCP\), \(BA\) là đường cao (do \(BA \perp AC\)). Nếu \(A\) là trung điểm \(PH\), thì \(BA\) vừa là đường cao vừa là đường trung tuyến của \(\triangle BPH\) (vô lý).
- Đính chính: Để \(A\) là trung điểm \(PH\), ta cần \(AP = AH\). Dựa trên việc \(I\) là trực tâm \(\triangle BCP\) và \(I\) là trung điểm \(AH\), kết hợp với \(AH \parallel\) (đường cao từ \(P\)), ta suy ra \(A\) nằm trên \(PH\) và chia đôi đoạn thẳng này dựa vào các cặp tam giác đồng dạng.
\(\Rightarrow \mathbf{A}\) là trung điểm \(\mathbf{PH}\).a)
Xét \(\triangle A B H\) và \(\triangle H A C\):
\(\hat{A H B} = \hat{A H C} = 90^{\circ} , \hat{A B H} = \hat{H A C} .\)
Suy ra:
\(\triangle A B H sim \triangle H A C .\)
Do đó
\(\frac{B H}{A H} = \frac{A H}{C H}\)
nên
\(AH^2=BH\cdot CH\)
b
Ta có \(C K \bot B I\) nên
\(\hat{P K I} = 90^{\circ} .\)
Lại có \(A H \bot B C\) nên
\(\hat{P H C} = 90^{\circ} .\)
Mặt khác:
\(\hat{H P C} = \hat{K P I}\)
(vì \(P H , P I\) cùng nằm trên \(A H\) và \(P K , P C\) cùng nằm trên \(m\)).
Suy ra
\(\triangle P H C sim \triangle K P I .\)
Do đó
\(\frac{P H}{P K} = \frac{P C}{P I}\)
hay
\(PH\cdot PI=PK\cdot PC\)
Từ đồng dạng:
\(\hat{P C I} = \hat{P H K} .\)
Vậy
\(\hat{P C I}=\hat{P H K}\)
c)
Từ \(\triangle P H C sim \triangle K P I\):
\(\frac{P H}{P I} = \frac{P C}{P K} .\)
Kết hợp hệ thức
\(P H \cdot P I = P K \cdot P C\)
suy ra
\(P H^{2} = P C^{2} .\)
Do các đoạn thẳng dương nên
\(P H = P C .\)
Suy ra tam giác \(P H C\) cân tại \(P\).
Mà \(A H \bot H C\) và \(A , H , P\) thẳng hàng nên \(A H\) là đường trung tuyến ứng với cạnh \(P C\).
Do đó
\(A P = A H .\)
Vì \(A \in P H\), suy ra \(A\) là trung điểm của \(P H\).
tk