Cho tam giác nhọn ABC nội tiếp (O) và ngoại tiếp (I). M, N là điểm chính giữa của cung nhỏ AB, AC. G là điểm thuộc cung ngỏ BC. Gọi I' và I'' là tâm đường trọn nội tiếp các tam giác ABG, ACG. Đường tròn ngoại tiếp tam giác GI'I'' cắt (O) tai P. CMR P, I và trung điểm MN thằng hàng
Gọi $P$ là tiếp điểm của đường tròn A-Mixtilinear với $(ABC)$. (kí hiệu ($O'$) là đường tròn A-mixtilinear)
Ta sẽ chứng minh tứ giác $GPI'I"$ nội tiếp.
Gọi $E,F$ thứ tự là tiếp điểm của đường tròn $(O')$ trên $AC,AB$.
Gọi $Z,T$ thứ tự là giao điểm của $PB,PA$ với $(O')$.Qua $P$ vẽ tiếp tuyến $Px$ với $(O')$ (cũng là tiếp tuyến với $(O)$)
Khi đó vì $P$ là tâm vị tự trong của $(O)$ và $(O')$ nên $ZT//AB$
ta có $O'F\perp AB\Rightarrow O'F\perp ZT\Rightarrow FZ=FT$.Do đó $\widehat{FPZ}=\widehat{FBT}$
Vậy $PF$ đi qua trung điểm cung $AB$, hay $P,F,M$ thẳng hàng. Tương tự $P,E,N$ thẳng hàng.
Vì $I'$ là tâm nội tiếp $\Delta GAB$ nên $MI'=MA=MB$ (kết quả quen thuộc) tương tự $NI"=NA=NC$)
Ta có $\widehat{FPx}=\widehat{FEP}=\widehat{MNP}$ (vì $Px$ là tiếp tuyến của $(O)$ và $(O')$)
Nên $FE//MN$ $\Rightarrow \frac{MF}{MP}=\frac{NE}{NP}$ (1)
Lai có $\Delta MFA\sim \Delta MAP\Rightarrow MA^{2}=MF.NP$
Tương tự $NA^{2}=NE.NP$ $\Rightarrow \frac{MF.MP}{NE.NP}=\frac{MA^{2}}{NA^{2}}$ (2)
Từ (1) và (2) ta có $\frac{MA}{NA}=\frac{MP}{NP}=\frac{MI'}{NI"}$
Lạ có $\widehat{PMI'}=\widehat{PNI"}\Rightarrow \Delta PI'M\sim \Delta PI"N$
$\Rightarrow \widehat{I'PM}=\widehat{I"PN}\Rightarrow \widehat{I'PI"}=\widehat{MPN}=\widehat{I'GI"}$
Do đó tứ giác $GPI'I"$ nội tiếp.
Vậy ta có ngay giao điểm của $(GI'I")$ với $(O)$ cũng chính là tiếp điểm của đường tròn A_Mixtilinear với $(O)$.
Mặt khác ta có $MA=MI, NA=NI$ nên $MN\perp AI$, hay $MN//EF$.
Mà, $IE=IF$ nên $PI$ đi qua trung điểm của $MN$.
Vậy ta có điều phải chứng minh.
Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi nguyenthehoan: 08-12-2013 - 12:13