Math Labs

Bài 1

Cho tam giác nhọn ABCABC nội tiếp đường tròn Γ\Gamma. Gọi A1A_1 là hình chiếu vuông góc của AA lên BCBC, sao cho AA1AA_1 là đường cao. Gọi B1B_1 và C1C_1 lần lượt là hình chiếu vuông góc của A1A_1 lên ABAB và ACAC. Điểm PP sao cho tứ giác AB1PC1AB_1PC_1 là tứ giác lồi và có cùng diện tích với tam giác ABCABC. Có thể xảy ra trường hợp PP nằm hẳn bên trong đường tròn Γ\Gamma hay không? Hãy giải thích câu trả lời của bạn.
Bước 1 trên 5: Tam giác AB1C1 đồng dạng với ABC
AC1=AA1sin⁡C,AB1=AA1sin⁡B,B1C1=AA1sin⁡AAC_1=AA_1\sin C,\quad AB_1=AA_1\sin B,\quad B_1C_1=AA_1\sin A
Phân tích chi tiết

Vì ∠AA1B1=∠AA1C1=90∘\angle AA_1B_1=\angle AA_1C_1=90^\circ, các điểm B1,C1B_1,C_1 nằm trên đường tròn đường kính AA1AA_1. Trong đường tròn đó, AC1=AA1sin⁡∠AA1C1=AA1sin⁡(90∘−∠A1AC)=AA1sin⁡CAC_1=AA_1\sin\angle AA_1C_1=AA_1\sin(90^\circ-\angle A_1AC)=AA_1\sin C, tương tự AB1=AA1sin⁡BAB_1=AA_1\sin B và B1C1=AA1sin⁡AB_1C_1=AA_1\sin A; do đó tam giác AC1B1AC_1B_1 đồng dạng với tam giác ABCABC.