1, Xét (O) có:
+ SC là tiếp tuyến, C là tiếp điểm (gt) ⇒ SC ⊥ OC ⇒$\widehat{SCO}=90°$
+ SD là tiếp tuyến, D là tiếp điểm (gt) ⇒ SD ⊥ OD ⇒ $\widehat{SDO}=90°$
+ AB là dây không đi qua tâm, H là trung điểm của AB (gt)
⇒ OH ⊥ AB ⇒ OH ⊥ SB ⇒ $\widehat{SHO}=90°$
Có $\widehat{SCO}=\widehat{SDO}=\widehat{SHO}=90°$
⇒ Ba điểm C, D, H cùng nhìn SO dưới một góc vuông
⇒ Ba điểm C, D, H cùng thuộc đường tròn đường kính SO
⇒ Năm điểm C, D, H, O, S cùng thuộc đường tròn đường kính SO
2, Gọi giao điểm của SO và CD là I
Áp dụng định lí Pytago vào ΔSDO vuông tại D ($\widehat{SDO}=90°$) có:
SO²=SD²+DO²
Hay (2R)²=SD²+R²
⇒ SD²=(2R)²-R²=4R²-R²=3R²
⇒ $SD=R\sqrt{3}$ (vì SD>0)
Xét (O) có:
SC, SD là hai tiếp tuyến cắt nhau tại S
C, D là hai tiếp điểm
⇒ SO là phân giác $\widehat{CSD}$ (tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau)
⇒ $\widehat{CSD}=2\widehat{OSD}$
Áp dụng hệ thức lượng giác trong ΔSOD vuông tại D ($\widehat{SDO}=90°$) có:
$sin\widehat{OSD}=\frac{OD}{OS}=\frac{R}{2R}=\frac{1}{2}$
⇒ $\widehat{OSD}=30°$
Mà $\widehat{CSD}=2\widehat{OSD}$ (cmt)
⇒ $\widehat{CSD}=2.30°=60°$
Xét đường tròn đường kính SO có: Bốn điểm S, C, O, D cùng thuộc đường tròn đường kính SO (cmt)
⇒ Tứ giác SCOD nội tiếp đường tròn đường kính SO
⇒ $\widehat{CSD}+\widehat{COD}=180°$ (tổng hai góc đối trong tứ giác nội tiếp)
Hay $60°+\widehat{COD}=180°$
⇒$\widehat{COD}=180°-60°=120°$
Xét (O) có : $\widehat{COD}$ là góc ở tâm chắn $\overparen{CD}$
⇒ $\widehat{COD}=sđ\overparen{CD}=120°$
c, AK // SC (gt)
⇒ $\widehat{KAH}=\widehat{CSH}$ (hai góc đồng vị)
Xét đường tròn đường kính SO có:
$\widehat{CSH}=\widehat{CDH}$ (hai góc nội tiếp cùng chắn $\overparen{CH}$
Mà $\widehat{KAH}=\widehat{CSH}$ (cmt)
⇒ $\widehat{KAH}=\widehat{CDH}$ Hay $\widehat{KAH}=\widehat{KDH}$
Xét tứ giác ADHK có $\widehat{KAH}=\widehat{KDH}$ (cmt)
Hai đỉnh A và D kề nhau cùng nhìn KH dưới hai góc α bằng nhau
⇒ Tứ giác ADHK nội tiếp
⇒ $\widehat{ADK}=\widehat{AHK}$ (hai góc nội tiếp cùng chắn $\overparen{AK}$)
Hay $\widehat{ADC}=\widehat{AHK}$
Gọi giao điểm của BK và SC là M, giao điểm của AK và BC là N
Xét (O) có: $\widehat{ADC}=\widehat{ABC}$ (hai góc nội tiếp cùng chắn $\overparen{AC}$)
Mà $\widehat{ADC}=\widehat{AHK}$ (cmt)
⇒ $\widehat{AHK}=\widehat{ABC}$
Mà hai góc này ở vị trí đồng vị do AB cắt HK và BC
⇒ HK // BC
Xét ΔABN có:
H là trung điểm của AB (cmt)
HK // BN (HK // BC)
⇒ HK là đường trung bình của ΔABN
⇒ K là trung điểm của AN
Xét ΔBMS có: AK // MS ( AK // SC)
⇒ $\frac{AK}{MS}=\frac{BK}{BM}$ (hệ quả định lí Talet)
Xét ΔBMC có: NK // MC ( AK // SC)
⇒ $\frac{NK}{MC}=\frac{BK}{BM}$ (hệ quả định lí Talet)
Mà $\frac{AK}{MS}=\frac{BK}{BM}$ (cmt)
⇒ $\frac{AK}{MS}=\frac{NK}{MC}$
Mà AK = NK (K là trung điểm của AN)
⇒ MS = MC
⇒ M là trung điểm của SC
⇒ BK đi qua trung điểm M của SC