Đường trung trực của một đoạn thẳng
A: Bài tập cơ bản
Câu 1: Chọn đáp án đúng nhất
Chọn câu đúng
A. Đường thẳng vuông góc với một đoạn thẳng tại một điểm của đoạn thẳng được gọi là đường trung trực của đoạn thẳng đó.
B. Đường thẳng vuông góc với một đoạn thẳng tại trung điểm của đoạn thẳng được gọi là đường trung trực của đoạn thẳng đó.
C. Đường thẳng song song với một đoạn thẳng tại một điểm của đoạn thẳng được gọi là đường trung trực của đoạn thẳng đó.
D. Đường thẳng song song với một đoạn thẳng tại trung điểm của đoạn thẳng được gọi là đường trung trực của đoạn thẳng đó.
Đáp án đúng là B. Đường thẳng vuông góc với một đoạn thẳng tại trung điểm của đoạn thẳng được gọi là đường trung trực của đoạn thẳng đó.
Câu 2: Chọn hình ảnh đúng nhất.
Hình vẽ nào biểu diễn đúng đường trung trực của đoạn thẳng AB?
Đường trung trực của đoạn thẳng thì vuông góc với đoạn thẳng tại trung điểm của đoạn thẳng đó.
Đáp án đúng là A
Câu 3: Chọn đáp án đúng nhất
Chọn câu đúng. Nếu M là một điểm thuộc đường trung trực của đoạn thẳng AB thì
A. MA < MB
B. MA = MB
C. MA > MB
D. MA = 2.MB
Vì M nằm trên đường trung trực của đoạn thẳng AB nên M cách đều hai điểm A và B, tức là MA = MB.
Đáp án đúng là B. MA = MB
Câu 4: Chọn những đáp án đúng
Cho hình vẽ. Điểm nào thuộc đường trung trực của đoạn thẳng AB?
A. Điểm M
B. Điểm N
C. Điểm P
D. Điểm B
Vì MA > MB ( 4,1 > 4 ) nên M không thuộc đường trung trực của đoạn thẳng AB.
Vì NA = NB ( 2,8 = 2,8 ) nên N thuộc đường trung trực của đoạn thẳng AB.
Vì PA = PB ( 3 = 3 ) nên P thuộc đường trung trực của đoạn thẳng AB.
Các đáp án đúng là B. Điểm N và C. Điểm P
Câu 5: Lựa chọn đáp án đúng nhất
Cho hai điểm M;N nằm trên đường trung trực của đoạn thẳng AB, gọi H là giao điểm của AB và MN.
Khẳng định nào sau đây đúng?
A. MA=MB
B. AH=HB
C. △AMN=△BMN
D. Cả 3 đáp án trên đều đúng
Theo giả thiết M,N thuộc đường trung trực của đoạn thẳng AB và H
là giao điểm của AB và MN
Suy ra, HA=HB, MA=MB (tính chất đường trung trực)
Xét △AMN và △BMN có:
MA=MB
NA=NB
MN là cạnh chung
⇒ △AMN=△BMN (c.c.c)
Do đó đáp án đúng là: D
Câu 6: Lựa chọn đáp án đúng nhất
Cho tam giác MNP vuông tại M có đường phân giác PE. Kẻ EH vuông góc với NP (H∈NP), gọi K là giao điểm của PM và HE. Khẳng định nào sau đây đúng?
A. △PME=△PHE
B. PE là đường trung trực của MH
C. KE=NE
D. Cả 3 đáp án trên đều đúng
▶Xét hai tam giác vuông △PME và △PHE có:
PEchung
\(P_1=P_2\)(gt)
⇒ △PME=△PHE (cạnh huyền - góc nhọn) ⇒ (Đáp án A đúng)
▶ Ta có: PM=PH
và ME=HE (vì △PME=△PHE)
⇒ PE là đường trung trực của MH (tính chất) ⇒ (Đáp án B đúng)
▶ Xét hai tam giác vuông △MEK và △HEN có:
\(E_1=E_2\) (đối đỉnh)
ME=EH(△PME=△PHE)
⇒ △MEK=△HEN (cạnh góc vuông - góc nhọn)
⇒ KE=NE (hai cạnh tương ứng) ⇒ (Đáp án C đúng)
Vậy đáp án phải chọn là: D
Câu 7: Điền đáp án đúng vào ô trống
Cho tam giác ABC có \(\widehat{B}−\widehat{C}=40º\). Đường trung trực của BC cắt AC ở I. Tính số đo góc ABI.
Đáp án là: \(\widehat{ABI} =\) …..
Vì I thuộc đường trung trực của BC (gt)
Suy ra: IB=IC (tính chất đường trung trực)
△BIC có IB=IC nên △BIC cân tại I (định nghĩa)
⇒ \(\widehat{C}=\widehat{B_2}\) (tính chất tam giác cân)
Ta có: \(\widehat{ABI}=\widehat{ABC}−\widehat{B_2}=\widehat{ABC}−\widehat{C}=40º\) (vì \(\widehat{B_2}=\widehat{C}\))
Vậy đáp án cần điền là: 40º
Câu 8: Lựa chọn đáp án đúng nhất
Tập hợp các điểm cách đều hai đầu mút của một đoạn thẳng là đường trung trực của đoạn thẳng đó. Đúng hay sai ?
A. ĐÚNG
B. SAI
Từ định lý thuận và đảo về tính chất đường trung trực của đoạn thẳng, ta có: Tập hợp các điểm cách đều hai đầu mút của một đoạn thẳng là đường trung trực của đoạn thẳng đó.
Vậy khẳng định trên là A. ĐÚNG
Câu 9: Điền đáp án đúng vào ô trống
Gọi I là điểm nằm trên đường trung trực của đoạn thẳng AB. Cho đoạn thẳng IA có độ dài bằng 3cm. Hỏi độ dài IB bằng bao nhiêu?
Đáp án là: IB= ….. cm
Vì I nằm trên đường trung trực của đoạn thẳng AB nên IA=IB
Vậy đáp án cần điền là 3
Câu 10: Lựa chọn đáp án đúng nhất
Hai điểm M và N thuộc nửa mặt phẳng có bờ chứa đường thẳng xy. Lấy điểm L đối xứng với điểm M qua xy. Gọi I là một điểm bất kì thuộc xy. Hãy so sánh IM+IN với LN.
A. IM+IN<LN
B. IM+IN≥LN
Theo giả thiết L đối xứng với M qua xy
Nên xy là đường trung trực của ML
Vì I ∈ xy (gt) nên IM=IL (tính chất đường trung trực của đoạn thẳng) (1)
Với ba điểm I;L;N ta có: IL + IN ≥ LN (2)
Từ (1) và (2), ta có: IM + IN ≥ MN
Gọi O là giao điểm của LN và xy; IM + IN = LN ⇔ I≡O
Do đó đáp án đúng là: B
B: Bài tập nâng cao
Câu 1: Chọn đáp án đúng nhất
Cho đoạn thẳng AB với d là đường trung trực của AB, d cắt AB tại H. M là một điểm nằm trên d sao cho góc AMB có số đo bằng 120º. Tính số đo của góc AMH.
A. 30º
B. 40º
C. 60º
D. 80º
Ta có hình vẽ
Vì d cắt AB tại H nên H là trung điểm của AB và d vuông góc với AB tại H.
Xét tam giác AHM và tam giác BHM có
MH là cạnh chung
\(\widehat{AHM}=\widehat{BHM}\) ( = 90º)
HA = HB (H là trung điểm của AB)
Suy ra △AHM=△BHM (c.g.c)
Do đó \(\widehat{AMH}=\widehat{BMH}\)
Mà \(\widehat{AMH}+\widehat{BMH}=\widehat{AMB}\)
⇒ \(\widehat{AMH}+\widehat{AMH}= 120º\)
\(2 .\widehat{AMH} = 120º\)
\(\widehat{AMH} = 120º : 2 = 60º\)
Đáp án đúng là C. 60º
Câu 2:Chọn đáp án đúng nhất
Cho M là một điểm nằm trên đường trung trực d của đoạn thẳng AB. Biết AM = 5cm và góc MBA có số đo bằng 60º. Tính độ dài đoạn thẳng BM và số đo góc MAB.
A. BM = 2,5cm và \(\widehat{MAB}= 60º\)
B. BM = 5cm và \(\widehat{MAB}= 60º\)
C. BM = 2,5cm và \(\widehat{MAB}= 30º\)
D. BM = 5cm và \(\widehat{MAB}= 30º\)
Ta có hình vẽ:
Vì d là đường trung trực của đoạn thẳng AB mà M nằm trên d nên MA = MB
Suy ra MB = 5 cm
Mặt khác ta cũng có tam giác MAB cân tại M (vì MA = MB) mà góc MBA có số đo bằng 60º nên tam giác MAB là tam giác đều.
Suy ra \(\widehat{MAB}=\widehat{MBA}=\widehat{AMB} = 60º\)
Vậy BM = 5cm và \(\widehat{MAB}= 60º\)
Đáp án đúng là B. BM = 5cm và \(\widehat{MAB}= 60º\)
Câu 3: Chọn đáp án đúng nhất
Cho M là một điểm nằm trên đường trung trực d của đoạn thẳng AB. Biết AM = 10cm và góc MBA có số đo bằng 60º. Tính độ dài đoạn thẳng AB và số đo góc AMB.
A. AB = 20cm và \(\widehat{AMB} = 60º\)
B. AB = 10cm và \(\widehat{AMB} = 30º\)
C. AB = 10cm và \(\widehat{AMB} = 60º\)
D. AB = 20cm và \(\widehat{AMB} = 30º\)
Ta có hình vẽ:
Vì d là đường trung trực của đoạn thẳng AB mà M nằm trên d nên MA = MB
Suy ra tam giác MAB cân tại M (vì MA = MB) mà góc MBA có số đo bằng 60º nên tam giác MAB là tam giác đều.
Suy ra AB = MA = MB = 10cm và \(\widehat{AMB}=\widehat{ABM}=\widehat{BAM} = 60º\)
Vậy AB = 10cm và \(\widehat{AMB} = 60º\)
Đáp án đúng là C. AB = 10cm và \(\widehat{AMB} = 60º\)
Câu 4: Chọn đáp án đúng nhất
Cho đoạn thẳng AB với d là đường trung trực của AB, d cắt AB tại H. M là một điểm nằm trên d sao cho góc AMB có số đo bằng 130º. Tính số đo của góc AMH.
A. 55º
B. 65º
C. 75º
D. 85º
Ta có hình vẽ
Vì d cắt AB tại H nên H là trung điểm của AB và d vuông góc với AB tại H.
Xét tam giác AHM và tam giác BHM có
MH là cạnh chung
\(\widehat{AHM}=\widehat{BHM}\) ( = 90º)
HA = HB (H là trung điểm của AB)
Suy ra △AHM=△BHM (c.g.c)
Do đó \( \widehat{AMH}=\widehat{BMH}\)
Mà \(\widehat{AMH}+\widehat{BMH}=\widehat{AMB}\)
⇒\( \widehat{AMH}+\widehat{AMH}= 130º\)
\(2 . \widehat{AMH} = 130º\)
\(\widehat{AMH} = 130º : 2 = 65º\)
Đáp án đúng là B. 65º
Câu 5: Cho tam giác ABC. Hai điểm M, N theo thứ tự di chuyển trên hai tia BA và CA sao cho BM + CN = BC. Chứng minh các đường trung trực của MN luôn đi qua một điểm cố định.
▶ Vẽ tia phân giác của góc B và góc C, chúng cắt nhau tại điểm O
thì điểm O cố định.
Trên cạnh BC lấy điểm D sao cho BD=BM;CD=CN
▶ Xét △OMB và △ODB có:
OBchung
\(\widehat{B_1}=\widehat{B_2}\)(cáchvẽ)
BD=BM(cáchvẽ)
⇒△OMB=△ODB (c.g.c)
⇒ OM=OD (hai cạnh tương ứng) (1)
▶ Chứng minh tương tự, ta được △OCN=△OCD (c.g.c)
⇒ ON=OD (hai cạnh tương ứng) (2)
Từ (1) và (2) ⇒ OM=ON, suy ra O thuộc đường trung trực của MN (tính chất)
⇒ Đường trung trực của MN luôn đi qua điểm O cố định
Câu 6: Điền đáp án đúng vào ô trống
Cho \(\widehat{xOy}=80º\), điểm A nằm trong \(\widehat{xOy}\). Vẽ điểm B sao cho Ox là đường trung trực của AB. Vẽ điểm C sao cho Oy là trung trực của AC. Tính số đo góc BOC.
Đáp án là: \(\widehat{BOC}= …..\)
Gọi I;K lần lượt là giao điểm của AB với Ox và AC với Oy
Vì Ox là đường trung trực của AB (gt)
⇒ OA=OB (định lý thuận - tính chất đường trung trực) (1)
Oy là đường trung trực của AC (gt)
⇒ OA=OC (định lý thuận - tính chất đường trung trực) (2)
Từ (1) và (2) ⇒ OB=OC ⇒ O thuộc đường trung trực của BC (định lý đảo - tính chất đường trung trực)
△OAB có OA=OB nên △OAB cân tại O
⇒ Ox là tia phân giác của\( \widehat{AOB}\) (Tính chất trung trực trong tam giác cân)
⇒ \(\widehat{O_1}=\widehat{O_2}\)
Tương tự ta cũng có △OAC cân tại C ⇒ \(\widehat{O_3}=\widehat{O_4}\)
\(\widehat{BOC}=\widehat{O_1}+\widehat{O_2}+\widehat{O_3}+\widehat{O_4}\)
\(=\widehat{O_2}+\widehat{O_2}+\widehat{O_3}+\widehat{O_3}\)
\(=2\widehat{O_2}+2\widehat{O_3}\)
\(=2(\widehat{O_2}+\widehat{O_3})\)
\(=2\widehat{xOy}\)
=2.80º
=160º
Vậy đáp án cần điền là: 160
Câu 7: Điền đáp án đúng vào ô trống
Cho tam giác ABC có \(\widehat{BAC}=115º\). Các đường trung trực của AB và AC lần lượt cắt cạnh BC ở Q và N. Tính số đo góc QAN
Đáp án là: \(\widehat{QAN}= …..\)
Gọi P, M lần lượt là trung điểm của AB;AC
Khi đó, PQ là trung trực của AB ⇒ QA=QB (tính chất)
MN là trung trực của AC ⇒ NA=NC (tính chất)
▶ Xét hai tam giác vuông QAP và QBP có:
PQchung
QA=QB(cmt)
⇒ △QAP=△QBP (cạnh huyền, cạnh góc vuông)
⇒ \(\widehat{B}=\widehat{A_1}\) (hai góc tương ứng) (1)
Chứng minh tương tự ta có: △NAM=△NCM (cạnh huyền - cạnh góc vuông)
⇒ \(\widehat{A_3}=\widehat{C}\) (hai góc tương ứng) (2)
▶ △ABC có: \(\widehat{BAC}+\widehat{B}+\widehat{C}=180º\) (tổng ba góc trong 1 tam giác)
⇒\(\widehat{B}+\widehat{C}=180º−\widehat{BAC}=180º−115º=65º\)(3)
Từ (1), (2), (3) ⇒ \(\widehat{A_1}+\widehat{A_3}=65º\)
▶ Mặt khác ta có: \(\widehat{A_1}+\widehat{A_2}+\widehat{A_3}=\widehat{BAC}\)
⇒\(\widehat{A_2}=\widehat{BAC}−(\widehat{A_1}+\widehat{A_3})=115º−65º=50º\)
Hay \(\widehat{QAN}=50º\)
Vậy đáp án cần điền là: 50º
Câu 8: Lựa chọn đáp án đúng nhất
Cho tam giác ABC cân tại A có \(\widehat{B}=36º\). Gọi O là giao điểm ba đường trung trực, I là giao điểm ba đường phân giác. Khi đó BC là đường trung trực của đoạn thẳng OI. Đúng hay sai ?
A. ĐÚNG
B. SAI
▶ Gọi M là trung điểm của BC; H là trung điểm của AC
Nối B với O
Vì OA là đường trung trực của BC nên OA⊥BC tại M (định nghĩa)
Hay BC⊥OI tại M (1)
▶ △ABC cân tại A (giả thiết) nên \(\widehat{C}=\widehat{B} =36º\) (tính chất)
\(\widehat{A}+\widehat{B}+\widehat{C}=180º\) (tổng ba góc trong một tam giác)
⇒\(\widehat{A}=180º−(\widehat{B}+\widehat{C})=180º−(36º+36º)=108º\)
Vì AO là đường phân giác góc A nên \(\widehat{A_1}=\widehat{A_2} =\frac{\widehat{A}}{2}=\frac{108º}{2}=54º\) (định nghĩa)
▶ Mặt khác do O là giao điểm ba đường trung trực (giả thiết)
Nên OA=OB (tính chất)
△AOB có OA=OB nên cân tại O (định nghĩa)
⇒ \(\widehat{ABO}=\widehat{A_1} =54º\) (tính chất)
⇒ \(\widehat{B_1}=\widehat{ABO}−\widehat{ABC} =54º−36º=18º\)
▶ Xét hai tam giác vuông MBO và MBI có:
BMchung
\(\widehat{MBI}=\frac{1}{2}\widehat{B}=\frac{36º}{2}=18º=\widehat{B_1} \)
⇒ △MBO=△MBI (cạnh góc vuông - góc nhọn)
⇒ MI=MO (hai cạnh tương ứng) (2)
Từ (1) và (2) ⇒ BC là đường trung trực của OI
Vậy khẳng định trên là A. ĐÚNG
Câu 9: Cho tam giác ABC có \(\widehat{A}=140º\), các đường trung trực của cạnh AB và AC cắt cạnh BC tại E và F và cắt nhau tại I. Hãy chọn những khẳng định đúng.
A. △BIC đều
B. △ABE cân
C. \(\widehat{BIC}=90º\)
D. \(\widehat{BIC}=80º\)
E. △ACF cân
F. △BIC cân
▶ Vì E nằm trên đường trung trực của AB (gt) nên EA=EB (tính chất)
⇒ △ABE cân tại E (định nghĩa)
⇒ Đáp án B đúng
Vì F thuộc đường trung trực của cạnh AC(gt) nên AF=FC (tính chất)
⇒ △ACF cân tại F (định nghĩa)
⇒ Đáp án E đúng
▶ Ta có: I nằm trên đường trung trực của cạnh AB nên IA=IB (1)
I nằm trên đường trung trực của cạnh AC nên IA=IC (2)
Từ (1) và (2) ⇒ IB=IC, suy ra △BIC cân tại I (định nghĩa)
⇒ Đáp án F đúng
▶ Từ (1) ⇒ △AIB cân tại I (định nghĩa)
⇒ \(\widehat{IBA}=\widehat{IAB}\) (3)
Từ (2) ⇒ △AIC cân tại I (định nghĩa)
⇒ \(\widehat{ICA}=\widehat{IAC}\) (tính chất) (4)
Mặt khác ta có: \(\widehat{IAC}+\widehat{IAB}=\widehat{BAC}=140º\) (5)
Từ (3), (4), (5) ⇒ \(\widehat{ICA}+\widehat{IBA}=140º\)
Tổng các góc trong hai tam giác AIB và AIC là 360º, nên:
\(\widehat{IBA}+\widehat{ICA}+\widehat{BAC}+\widehat{BIC}=360º\)
\(140º+140º+\widehat{BIC}=360º \)
\(280º+\widehat{BIC}=360º\)
⇒\(\widehat{BIC}=360º−280º \)
=80º
⇒ Đáp án A, C sai, đáp án D đúng
Vậy các đáp án đúng là: B; D; E; F
Câu 10: Lựa chọn đáp án đúng nhất
Cho tam giác ABC có \(\widehat{A}=100º,\widehat{C}=30º\). Trên cạnh AC lấy điểm D sao cho \(\widehat{CBD}=10º\). Vẽ đường phân giác của BADˆ cắt cạnh BC tại E. Khẳng định AE không phải là đường trung trực của BD. Đúng hay sai ?
A. ĐÚNG
B. SAI
Gọi I là giao điểm của AE và BD
▶ △ABC có \(\widehat{A}=100º;\widehat{C}=30º\) (giả thiết)
Nên \(\widehat{ABC}=180º−(\widehat{A}+\widehat{C})\) (tổng ba góc trong 1 tam giác bằng 180º)
⇒\(\widehat{ABC}=180º−(100º+30º)=50º\)
Lại có \(\widehat{CBD}=10º\) (giả thiết) nên \(\widehat{ABD}=\widehat{ABC}−\widehat{CBD}=50º−10º=40º\)
Mặt khác \(\widehat{ADB}\) là góc ngoài tại đỉnh D của △BDC
Nên \(\widehat{ADB}=\widehat{CBD}+\widehat{C}=10º+30º=40º \)
⇒ \(\widehat{ABD}=\widehat{ADB}=40º\), do đó △ABD cân tại A
⇒ AB=AD (định nghĩa)
▶ Xét △AEB và △AED có:
AB=AD
\(\widehat{EAB}=\widehat{EAD}\)(gt)
AEchung
⇒ △AEB=△AED (c.g.c), suy ra EB=ED (hai cạnh tương ứng)
▶ Ta có: AB=AD nên A thuộc đường trung trực của BD (tính chất) (1)
EB=ED nên E thuộc đường trung trực của BD (tính chất) (2)
Từ (1) và (2) ⇒ AE là đường trung trực của đoạn thẳng BD
Vậy khẳng định trên là B. SAI