Giải bài 9 trang 82 sách bài tập toán 8 - Kết nối tri thức với cuộc sống

Đề bài

Cho tam giác ABC vuông tại A. Gọi M, N, P lần lượt là trung điểm của các cạnh AB, BC, CA. Từ M kẻ đường thẳng song song với BP, đường thẳng này cắt NP tại K.

a) Tứ giác AMNP là hình gì?

b) Chứng minh tứ giác BMKP là hình bình hành.

c) Chứng minh tứ giác ANCK là hình thoi.

d) Tìm điều kiện của tam giác ABC để tứ giác ANCK là hình vuông.

Lời giải chi tiết

a) Vì tam giác ABC vuông tại A nên \(\widehat {BAC} = {90^0}\).

Vì P, N lần lượt là trung điểm của AC, BC nên PN là đường trung bình của tam giác ABC, suy ra PN//AB và \(PN = \frac{1}{2}AB = AM = MB\) (1)

Vì M, N lần lượt là trung điểm của AB, BC nên MN là đường trung bình của tam giác ABC, suy ra MN//AC.

Vì NP//AM (cmt), NM//AP (cmt) nên tứ giác AMNP là hình bình hành, mà \(\widehat {PAM} = {90^0}\) (cmt) nên tứ giác AMNP là hình chữ nhật.

b) Tứ giác BMKP có: BM//KP (cmt), BP//KM (gt) nên tứ giác BMKP là hình bình hành.

c) Vì tứ giác BMKP là hình bình hành nên \(KP = MB\)(2)

Từ (1) và (2) ta có: \(KP = PN\)

Vì PN//AB (cmt), mà \(AB \bot AC\) nên \(KN \bot AC\) tại P.

Tứ giác ANCK có: \(KN \bot AC\) tại P, \(KP = PN\), \(AP = PC\) (gt). Do đó, tứ giác ANCK là hình thoi

d) Để hình thoi ANCK là hình vuông thì \(AC = KN\)

Mà \(KN = KP + NP = \frac{1}{2}AB + \frac{1}{2}AB = AB\)

Do đó, \(AC = AB\)

Mà tam giác ABC vuông tại A. Do đó, tam giác ABC vuông cân tại A.

Vậy khi tam giác ABC vuông cân tại A thì tứ giác ANCK là hình vuông.