Phương pháp giải:
a) Chứng minh \(\angle BCD = \angle BFE\)
b) Chứng minh \(BM \bot CD\) bằng cách chứng minh \(\angle MBD + \angle ODB = 90^\circ \)
c) Chứng minh \(O'OBM\) là hình bình hành
Giải chi tiết:
a) Chứng minh rằng \(CDFE\) là tứ giác nội tiếp.
Vì \(OA = OB = OC = OD \Rightarrow ACBD\) là hình bình hành, lại có \(\angle ACB = 90^\circ \) (\(AB\) là đường kính) nên \(ACBD\) là hình chữ nhật.
, mà \(\angle BAD = \angle BFE\) (cùng phụ \(\angle ABD\)) \( \Rightarrow \angle BCD = \angle BFE\)
\( \Rightarrow CDFE\) là tứ giác nội tiếp.
b) Gọi \(M\) là trung điểm của \(EF,BM\) cắt \(CD\) tại \(N.\) Chứng minh rằng \(\Delta BCN\) vuông.
\(M\) là trung điểm \(EF \Rightarrow MB = MF\) \( \Rightarrow \angle MBD = \angle MFB\) (\(\Delta MFB\) cân tại \(M\))
Có \(\angle ODB = \angle OBD\) (\(\Delta OBD\) cân tại \(O\))
Suy ra \(\angle MBD + \angle ODB = \angle MFB + \angle OBD = 90^\circ \) (\(\Delta ABF\) vuông tại \(A\))
Suy ra \(MB \bot CD \Rightarrow \Delta BCN\) vuông tại \(N\).
c) Gọi \(O'\) là tâm của đường tròn ngoại tiếp tứ giác \(CDFE\). Chứng minh rằng \(O'\) luôn di chuyển trên một đường thẳng cố định khi \(CD\) thay đổi.
Vì \(M\) là trung điểm \(FE \Rightarrow O'M \bot FE \Rightarrow O'M\,{\rm{//}}\,AB\)
Vì \(O\) là trung điểm \(CD \Rightarrow O'O \bot CD \Rightarrow O'O\,{\rm{//}}\,MB\)
Suy ra \(O'OBM\) là hình bình hành \( \Rightarrow O'M = OB = R\) không đổi.
Vậy \(O'\) luôn nằm trên đường thẳng \(d\) song song với tiếp tuyến tại \(A\) của đường tròn sao cho \(d\) cách tiếp tuyến tại \(A\) của đường tròn một khoảng \(R\) và \(d\) nằm khác phía \(O\) so với tiếp tuyến tại \(A\).