Bài 12 trang 71 sgk hình học 10 nâng cao

\[\eqalign{& P{A^2} + P{B^2} + P{C^2} + P{D^2} \cr&= {[\overrightarrow {PA} - \overrightarrow {PB} ]^2} + {[\overrightarrow {PC} - \overrightarrow {PD} ]^2} \cr&+ 2.\overrightarrow {PA} .\,\overrightarrow {PB} + 2\overrightarrow {PC} .\,\overrightarrow {PD} \cr&= {\overrightarrow {BA} ^2} + {\overrightarrow {DC} ^2} + 2\left[ {\overrightarrow {PA} .\overrightarrow {PB} + \overrightarrow {PC} .\overrightarrow {PD} } \right] \cr&= A{B^2} + C{D^2} + 2\left[ {O{P^2} - {R^2} + O{P^2} - {R^2}} \right]\cr&= A{B^2} + C{D^2} + 2[2P{O^2} - 2{R^2}] \cr& =8{R^2} - 4O{P^2}+ 4P{O^2} - 4{R^2} \cr& = 4{R^2} \cr} \]
Lựa chọn câu để xem lời giải nhanh hơn
  • LG a
  • LG b

Cho đường tròn [O; R]và một điểm P cố định ở bên trong đường tròn đó. Hai dây cung thay đổi AB và CD luôn đi qua P và vuông góc với nhau.

LG a

Chứng minh rằng \[A{B^2} + C{D^2}\]không đổi.

Lời giải chi tiết:

Gọi I và J theo thứ tự là trung điểm của AB và CD.

Theo định lí quan hệ giữa đường kính và dây ta có:

OI AB; OJ CD;

Do đó tứ giác OIPJ là hình chữ nhật.

Ta có:

AB2+ CD2= [2AI]2+ [2DJ]2

= 4 AI2+ 4DJ2= 4. [AO2 OI2] + 4[DO2 OJ2]

=4. [R2 OI2] + 4[R2 OJ2]

= 4[ 2R2 OI2 OJ2]

= 4.[2R2 [OI2+ OJ2] ]

= 4. [ 2R2 OP2] [ vì OI2+ OJ2= OI2+ IP2= OP2]

= 8R2 4. OP2

[không đổi vì R không đổi, O và P cố định nên OP không đổi]

LG b

Chứng minh rằng \[P{A^2} + P{B^2} + P{C^2} + P{D^2}\]không phụ thuộc vào vị trí của điểm P.

Lời giải chi tiết:

Phương tích của điểm P với đường tròn:

\[\begin{array}{l}{P_{P/\left[ O \right]}} = \overrightarrow {PA} .\overrightarrow {PB} = O{P^2} - {R^2}\\{P_{P/\left[ O \right]}} = \overrightarrow {PC} .\overrightarrow {PD} = O{P^2} - {R^2}\end{array}\]

Ta có

\[\eqalign{
& P{A^2} + P{B^2} + P{C^2} + P{D^2} \cr&= {[\overrightarrow {PA} - \overrightarrow {PB} ]^2} + {[\overrightarrow {PC} - \overrightarrow {PD} ]^2} \cr&+ 2.\overrightarrow {PA} .\,\overrightarrow {PB} + 2\overrightarrow {PC} .\,\overrightarrow {PD} \cr
&= {\overrightarrow {BA} ^2} + {\overrightarrow {DC} ^2} + 2\left[ {\overrightarrow {PA} .\overrightarrow {PB} + \overrightarrow {PC} .\overrightarrow {PD} } \right] \cr&= A{B^2} + C{D^2} + 2\left[ {O{P^2} - {R^2} + O{P^2} - {R^2}} \right]\cr&= A{B^2} + C{D^2} + 2[2P{O^2} - 2{R^2}] \cr
& =8{R^2} - 4O{P^2}+ 4P{O^2} - 4{R^2} \cr
& = 4{R^2} \cr} \]

Vậy \[P{A^2} + P{B^2} + P{C^2} + P{D^2}\] không phụ thuộc vào vị trí của điểm P.

Video liên quan

Bài Viết Liên Quan

Chủ Đề