Tải bản đầy đủ (.pdf) (334 trang)

Bồi dưỡng học sinh giỏi toán hình học 12

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (32.23 MB, 334 trang )

T
hS.
LE
HOANH
PHO
e
ii
BOI
DLfdNG
,
HOC SINH GIOI TOAN
-
Ddnh
cho
HS
lop 12 on tap
&
nang cao
klnang
lam bdi
Chudn
bi cho cdc
ki
thi
qudc gia do
Bd
GD&DT
to chac.
Boi
duBng hoc sinh
gioi


Toan Dai so 10-1.
-
Boi duQng hoc sinh
gioi
Toan Dai so 10-2.
-
Boi dii9ng hoc sinh
gioi
Toan
Hinh
hoc 10.
Boi
duQng hoc sinh
gioi
Toan Dai so 11.
Boi
duQng hoc sinh
gioi
Toan
Hinh
hoc 11.
Bp
de thi ta luan Toan
hoc.
Phan
dang va phirong
phap
giai
Toan So'
phtfc.

Phan
dang va phuong
phap
giai
Toan To hdp va
Xac
suat.
1234 Bai tap tu luan
dien
hinh Dai so
giai
tfch
1234 Bai tap tii luan
dien
hinh
Hinh
hoc
iu'g'ng
giac
ThS. LE
HOANH
PHO
Nha gido Uu tu
BOIDUQNG
,
HOC SINH GIOI TOAN
-
Danh cho HS lap 12 on tap
&
nGng cao kinang lam bai.

- Chudn bi cho cdc ki thi quoc gia do Bo GD&DT td choc.
erjd
©G
1
N6I
NHA XUAT BAN DA! HQC
QUOC
GtA HA
NQI
Ldi
N6l DAU
De giup
cho hoc
sinh
lap 12 cd
them
tai
lieu
tu boi
dudng, nang cao
va ren
luyen
ki
nang gidi todn theo chuong trinh phdn
ban moi.
Trung
tdm
sdch gido
due
ANPHA

xin
trdn trong gioi thieu
quy ban
dong nghiep
vd
cdc
em hoc
sinh cuon:
"Bdi dudng hoc sinh gidi todn Hinh hoc
12" nay.
Cuon sdch
nay nam
trong bd sdch
6
cuon
gom:
- Boi duong hoc sinh gidi todn Hinh hoc
10.
- Bdi duong hoc sinh gidi todn
Dqi
so
10.
- Boi dudng hoc sinh gidi todn Hinh hoc
11.
- Bdi duong hoc sinh gidi todn
Dqi
so
-
Gidi tich
11.

- Boi duong hoc sinh gidi todn Hinh hoc
12.
- Boi duong hoc sinh gidi todn Gidi tich
12.
do
nhd
gido
uu tu,
Thac
si Le
Hoanh
Phd to
chuc bien soqn.
Ndi
dung sdch
duoc bien soqn theo chuong trinh phdn
ban: co bdn vd
ndng
cao mdi cua Bd
GD
& DT,
trong
dd mdt so van de
duoc
mo
rong
vdi
cdc dang
bai tap hay va
khd

dephuc
vu cho cdc em yeu
thich muon ndng cao todn hoc,
cd
dieu kien phdt trien
tot nhd't
khd
nang ciia minh. Cuon sdch
la
sukethua nhung hieu bii't chuyen
mdn
vd kinh nghiem gidng
day cua
chinh tdc
gid
trong
qua
trinh true tiep dung
lop boi
duong cho hoc sinh gidi cdc
lop
chuyen todn.
Vdi
mot noi
dung
sue
tich, tdc gid
dd
cogang sap
xep,

chon loc cdc bdi todn tieu
bieu
cho
tirng
the
loai khdc nhau
ung vdi ndi
dung ciia
SGK. Mot so bai tap cd the
klw nhung cdch giai duoc
dim
tren
nen
tdng kien thuc
vd ki
ndng
co
ban.
Hoc
sinh
can
tu
minh hoan thien cdc
ki
ndng cung
nhu
phdt trien
tu duy qua
viec gidi
cdu

bdi
tap cd
trong sdch trudc
khi ddi
chie'u
vdi
loi giai cd trong sdch
nay, cd the mot so
ldi gidi cd trong sdch
cdn
cd dong, hoc sinh
cd
the'tu minh
lam rd hon, chi
tiei
hon,
cung
nhu tu
minh
dua ra
nhirng cdch lap luqn
moi hon.
Chung
tdi hy
vong
bd
sdch
nay se la mdt tdi
lieu thiet thuc,
bo ich cho

ngudi
day
vd
hoc,
dqc
biet
cdc em hoc
sinh
yeu
thich
mdn
todn
vd hoc
sinh chuan
bi cho
cdc
ky thi
qudc
gia do Bd GD & DT
to chuc sap
tdi.
Trong
qua
trinh bien soqn, cudn sdch
nay
khdng
the
tranh khdi nhung thieu
sdt, chung
tdi

ra't mong nhdn duoc
gdp y
ciia ban doc
gan xa
debo sdch hoan thien
hon trong
lan tdi ban.
Moi
y
kien
dong gop
xin lien
he:
Trung
tam
sach
giao due Anpha
225C Nguyen
Tri
Phucmg, P.9, Q.5, Tp.
HCM.
-
Cong ti
sach
- thiet bi giao due Anpha
50 Nguyen Van
Sang,'Q.
Tan
Phii,
Tp.

HCM.
DT:
08. 62676463, 38547464.
Email:

Xin
chan thanh cam on!
Tdc
gid

Chuong I:
KHOI
BA
DIEN
VA THE
TICH
§1.
KHOI
DA
DIEN
VA
PHEP
BIEN
HINH
A. KIEN THUC CO BAN
-
Hinh da dien gom mot so huu han da
giac
phang
thoa

man hai dieu kien:
(1)
Hai da
giac
bat ki
hoac
khong co diem chung,
hoac
co mot dinh chung,
hoac
co mot
canh
chung.
(2)
Moi
canh
cua mot da
giac
la
canh
chung cua dung hai da giac.
Hinh
da dien chia khong gian lam hai
phan:
phan
ben trong va
phan
ben
ngoai. Hinh da dien ciing voi
phan

ben trong cua no goi la khoi da dien.
Moi
khoi da dien co the
phan
chia
duoc
thanh nhirng khoi
tii
dien.
Phep
doi hinh trong khong gian la
phep
bien hinh bao toan khoang
each
giua hai diem bat
ki.
Phep
tinh tien,
phep
doi xung true, doi xung tam,
phep
doi xung qua
mat
phang
la nhirng
phep
ddi hinh.
Hai
hinh da dien gpi la
bang

nhau
neu co mot
phep
doi hinh bien hinh
nay thanh hinh kia.
-
Phep
vi tu tam O ti so k * 0 la
phep
bien hinh moi diem M thanh diem
M'
sao cho OM' = kOM .
Hinh
H
duoc
goi la dong
dang
vdi hinh H' neu co mot
phep
vi tu bien
hinh
H thanh Hi ma hinh Hi
bang
hinh H'.
-
Mot khoi da dien
duoc
goi la khoi da dien loi neu bat ki hai diem A va
B
nao cua no thi moi diem cua

doan
thang
AB cung
thuoc
khoi do.
Khoi
da dien deu goi la khoi da dien loi co hai tinh
chat
sau day:
(1)
Cac mat la nhirng da
giac
deu va co cung so
canh;
(2)
Moi dinh la dinh chung cua cung mot so
canh.
-
Co nam loai khoi da dien deu: khoi tu dien deu, khoi lap phuong, khoi
tam mat deu, khoi mudi hai mat deu, khoi hai muoi mat deu.
B.
PHAN
DANG
TOAN
DANG
1: KH6lOADl£N
Hinh H ciing vdi cac diem nam trong H duoc goi la khoi da dien gidi han
bdi
hinh H.
Moi

da
giac
cua hinh H
duoc
goi la mot mat ciia khoi da dien. Cac dinh,
cac
canh
cua moi mat con goi la dinh,
canh
cua khoi da dien. Cac diem
nam trong hinh H con goi la diem trong cua khoi da dien.
Khoi
da dien
duoc
goi la khoi chop, khoi
chop
cut neu no
duoc
gidi
han
bdi
mot hinh chop, hinh
chop
cut. Tuong tu cho kh6i
chop
n-giac, khoi
chop
cut n-giac, khoi
chop
deu, khoi

tii
dien,
Khoi
da dien
dugc
goi la khoi
lang
tru neu no
duoc
gioi
han boi mpt
hinh
lang
tru,
tuong
tu cho khoi hop, khoi hop chu
nhat,
khoi lap
phuong
Phan
chia
va lap
ghep
cac khoi da dien: Moi khoi
chop
va khoi
lang
tru
luon co the
phan

chia
duoc
thanh
nhung
khoi tu dien
bang
nhieu
each
khac
nhau.
Chu y: Dac so O-le cua khoi da dien loi:
Doi
voi moi khdi da dien loi H. ta ki hieu D la so dinh, C la so
canh,
M la
so mat ciia H thi so /(H) = B- C + M = 2.
Vi
du 1:
Chung
minh
rang
neu khoi da dien co cac mat la tam
giac
thi so mat
phai
la so
chan.
Hay chi ra nhirng khoi da dien nhu the voi so mat
bang
4. 6. 8. 10.

Giai
Gpi s6
canh
cua khoi da dien la C. so mat la M. Vi moi mat co ba
canh
va moi
canh
lai
chung
cho hai mat nen 3M = 2C. Suy ra M la so
chan.
Sau day la mpt so khoi da dien co so cac mat tam
giac
la 4, 6. 8. 10.
Vi
du 2: Chiing minh
rang
moi dinh ciia mpt hinh da dien la dinh
chung
ciia
it
nhat
ba
canh
va la dinh
chung
ciia it
nhat
ba mat.
Giai

Ta dirng
phan
chiing. Neu
xuat
phat
tir mpt dinh nao do chi co hai
canh.
thi
moi
canh
nhu thi la
canh
ciia chi mpt da
giac.
trai voi dieu kien trong djnh
nghia
ciia hinh da dien.
Vay moi dinh
phai
la dinh
chung
ciia it
nhat
la ba
canh.
va vi vay no
ciing
phai
la dinh
chung

ciia ba mat.
Vi
du 3: Chiing minh
rang
niu khoi da dien co moi dinh la dinh
chung
cua
ba
canh
thi so dinh
phai
la so
chan.
6
Giai
Gia sir khoi da dien co C
canh
va co D dinh. Vi moi dinh la dinh
chung
cua ba
canh
va moi
canh
co hai dinh nen 3D = 2C. Vay D phai la so
chan.
Vi
du 4:
Chung
minh
rang

niu khdi da dien co cac mat la tam
giac
va moi
dinh la dinh
chung
cua ba
canh
thi do la khoi tti dien.
A
Giai
Goi
A la mot dinh ciia khoi da dien.
Theo
gia thiet, dinh A la dinh
chung
cho ba
canh,
ta goi ba
canh
do la AB, AC, AD.
Canh
AB
phai la
canh
chung
ciia hai mat tam
giac,
do B
la hai mat ABC va ADB (vi qua dinh A chi
co 3

canh).
Tuong tu, ta co cac mat tam
giac
ACD va BCD. Vay khoi da dien do
chinh la khoi tii dien ABCD.
Vi
du 5: Chiing minh
rang,
so goc ciia tat ca cac mat gap doi so
canh
ciia
khoi
da dien. Suy ra so goc
chan.
Giai
Goi
so goc la G va so
canh
ciia khoi da dien la C. Trong moi mat la da
giac
thi so goc
bang
so
canh,
ma so
canh
duoc
tinh 2 lan nen G = 2C, do
do G
chan.

Vi
du 6: Chiing minh khong ton tai khoi da dien co mot so le mat va moi
mat lai co mot so le
canh.
Giai
Gia su ton tai khoi da dien co so mat la M le va moi mat chiia so le
canh
C„i=
1,2, ',M.
Ta co so goc ciia khoi da dien: G = Ci + C
2
+ + C
M
=> G le: vo ly.
Vay khong ton tai khoi da dien
thoa
de bai.
Vi
du 7: Chiing minh dac so O-le ciia khoi da dien
loi:
Doi voi moi khoi da
dien loi H, ta ki hieu D la so dinh, C la so
canh,
M la so mat ciia H thi so
X(H)
= D - C + M = 2.
Giai
Ta chiing minh quy nap
theo
so dinh D > 4.

Khi
D = 4 thi khdi da dien la
tii
dien co D = 4. C = 6, M = 4 nen
D-C + M = 4-6 + 4 = 2: diing.
Gia sir
khang
dinh diing voi so dinh D:D-C + M = 2.
Xet khoi da dien co D' = D + 1 dinh. Goi A la mot dinh va mat
A1A2 A,,
la
mot mat ciia khoi da dien sao cho mat
phang
chiia mat nay chia khong gian
lam 2
phan,
mot
phan
chiia dinh A va
phan
kia chiia khoi da dien loi co D
dinh con lai, ta co D - C + M = 2.
So dinh D' = D + 1. so
canh
C = C + n, s6 mat M' = M + n - 1
Do do: B' - C + M' = (B + 1) - (C + n) + (M + n -1) = B- C + M = 2.
7
Vay
x(H) = D - C + M = 2.
Cach khac:

Diing
phep
chieu tir mot diem S khong thuoc bat ky mat nao,
mat di qua 3 dinh nao ciia khoi da dien.
Vi
du 8: Chung minh khong ton tai khoi da dien loi co 7 canh.
Giai
Gia
sir ton tai khoi da dien loi co C = 7.
Ta co dac s6 O-le: D - C + M = 2. nen D + M = 9. Vi D > 4, M > 4 nen
hoac
D = 4, M = 5
hoac
D = 5, M = 4.
Voi
D = 4 thi khoi da dien loi la ru dien: loai
Voi
M = 4 thi khoi da dien loi la tu dien: loai
Vay
khong ton tai khoi da dien loi co 7 canh.
Vi
du 9: Cho khoi da dien. Chung minh tong so do cac goc ciia cac mat la
T
= 2(C-M)7t.
Giai
Goi
Cj la so
canh
ciia mat thu
i,

i = 1,
2, ,M
M
f
M
\
Tac6T=
£(C,
-2)TT=
£C, -2M n
=
(2C
-2Jvl>
= 2(C
-M)TT.
Vi
du 10: Hay phan chia mot khoi hop thanh nam khoi tir dien.
Giai
Co the phan chia khoi hop
ABCD.A'B'C'D'
thanh nam kh6i
tii
dien sau day:
ABDA',
CBDC,
B'A'C'B,
D'A'C'D,
BDA'C.
Vi
du 11: Hay phan chia mot khoi

tii
dien thanh bon khoi tir dien bdi hai mat phang.
Giai
Cho khoi tii dien
ABCD.
Lay diem M
nam giua A va B, diem N nam giua C
va D. Bang hai mat
phang
(MCD) va
(NAB),
ta chia khoi tii dien da cho
thanh bon khoi tii dien:
AMCN,
AMND,
BMCN,
BMND.
DANG
2: PHEP DOI
HINH
-
Mot
phep
bien hinh F trong khong gian
duoc
goi la
phep
ddi hinh neu
no bao toan khoang
each

giua hai diem bat
ki:
neu F bien hai diem bat ki
M,
N lan luot thanh hai diem
M',
N' thi
M'N'
= MN.
Phep
ddi hinh bien dudng thang thanh dudng thang, mat
phang
thanh
mat phang
8
Hop thanh cua nhirng
phep
ddi hinh la
phep
ddi hinh.
'-
Phep
tinh
tiin:
Phep
tinh
tiin
theo
vecto v la
phep

bien hinh bien moi
diem M thanh
diim
M' sao cho
MM'
= v
Phep
doi
xiing
qua dudng
thang
(phep
doi xung true): Cho dudng
thang
d,
phep
doi xung qua dudng
thang
d la
phep
bien hinh bien moi diem
thuoc
d
thanh chinh no va bien moi
diim
M khong
thuoc
d thanh diem M' sao cho
trong mat
phang

(M,
d), d la dudng trung true cua
doan
thang
MM'.
Phep
doi xung qua mot diem
(phep
doi xung tam): Cho diem O,
phep
ddi
xung qua diem O la
phep
bien hinh bien moi diem M thanh diem M'
sao cho OM + OM' = 0 , hay O la trung
diim
cua
MM'.
Phep
ddi ximg qua mat
phang
(P) la
phep
biln
hinh bien moi diem
thudc
(P) thanh chinh nd va bien mdi diem M khdng
thudc
(P) thanh
diem M' sao cho (P) la mat

phang
trung true cua
doan
thang
MM'.
Hai
hinh H va H' goi la
bang
nhau
neu cd mdt
phep
ddi hinh bien hinh
nay thanh hinh kia. -
Ddi
vdi cac khdi da dien
ldi:
Neu
phep
ddi hinh F bien tap cac dinh ciia
khdi
da dien ldi H thanh tap cac dinh ciia khdi da dien ldi H' thi F bien H
thanh H'.
Dinh
ly: Hai hinh tii dien ABCD va
A'B'C'D'
bang
nhau
neu chiing cd
cac
canh

tuong ung
bang
nhau,
nghia la AB =
A'B',
BC = B'C, CD = CD',
DA
=
D'A',
AC = A'C, BD = B'D'.
Vi
du 1: Cho tii dien
ABCD.
Chiing td rang
phep
ddi hinh bien mdi diem A,
B,
C, D thanh chinh nd phai la
phep
ddng
nhat.
Giai
Gia sir
phep
ddi hinh f bien cac diem A, B, C, D thanh chinh cac diem
do,
tiic
la
f(A)
= A, f(B) = B, f(C) = C, f(D) = D. Ta chiing minh ring f

bien diem M bat ki thanh M. That vay gia sir M' = f(M) va M'
khac
vdi
M.
Khi do vi
phep
ddi hinh khdng lam thay ddi khoang
each
giua hai
diim
nen AM =
AM',
BM = BM', CM = CM', DM = DM', suy ra bon
diem A, B, C, D nam tren mat
phang
trung true ciia
doan
MM',
dieu do
trai
vdi gia thiet ABCD la hinh
tii
dien. Vay M'
triing
vdi M va do do f la
phep
ddng
nhat.
Vi
du 2: Cho hai

tii
dien ABCD va
A'B'C'D'
cd cac
canh
tuong img
bang
nhau:
AB
=
A'B',
BC = B'C, CD = CD', DA =
D'A',
DB = D'B', AC = A'C. Chung
minh
rang cd khdng qua mdt
phep
ddi hinh bien cac diem A, B, C, D lan luot
thanh cac
diim
A',
B', C, D'.
Giai
Gia sir cd hai
phep
ddi hinh fj va f
2
deu bien cac diem A, B, C, D lan
luot
thanh cac diem A', B', C, D'. NeU fi va f

2
khac
nhau
thi cd it
nhat
mdt diem M sao cho neu Mi =
f\(M)
va M
2
=
f
2
(M)
thi M| va M
2
la hai
diim
phan
biet. Khi dd vi f, va f
2
deu la
phep
ddi hinh nen
A'Mi
= AM
9
ya
A'M
2
=

AM,
vay
A'Mi
=
A'M
2
,
tuong tu
B'M,
=
B'M
2
,
C'Mi
= C'M
2
,
D'M,
=
D'M
2
,
do do bon diem A', B', C, D' cung nam tren mat phang
trung
true
ciia
doan
thing
M)M
2

,
trai
voi gia thiet
A'B'C'D'
la
hinh
tu
dien.
Do do vdi moi diem M ta deu co
fi(M)
=
f
2
(M),
tiic
la hai phep ddi
hinh
fi
va f
2
trung nhau.
Vay
co khong qua mot phep ddi
hinh
bien cac diem A, B, C, D lan
luot
thanh cac diem
A',
B', C, D'.
Vi

du3:
a) Cho hai diem phan biet A, B va phep ddi
hinh
f bien A thanh A, bien
B
thanh B.
Chiing
minh
rang f bien moi diem M nam tren dudng
thang AB thanh diem M.
b)
Cho tam giac ABC va phep ddi
hinh
f bien tam giac ABC thanh chinh
no,
tiic
la
f(A)
= A, f(B) = B, f(C) = C.
Chiing
minh
rang f bien moi
diem
M
ciia
mp(ABC)
thanh chinh no,
tiic
la
f(M)

= M.
Giai
a) Ta co f(A) = A, f(B) = B. Gia sir diem M thuoc dudng thang AB va
f(M)
=
M'.
Khi do M' thuoc dudng
thing
AB va AM =
AM',
BM =
BM'.
Suy ra M'
triing
M,
tiic
la f bien M thanh chinh no.
Vay
f bien moi diem M nam tren dudng thang AB thanh chinh diem M.
b)
Vi
f(A)
= A,
f(B)
= B va
f(C)
= C nen f bien
mp(ABC)
thanh
mp(ABC).

Bdi
vay neu M thuoc
mp(ABC)
va
f(M)
= M' thi M' thuoc
mp(ABC)
va
AM
=
AM',
BM =
BM',
CM =
CM'.
Neu M' va M phan biet thi ba
diim
A,
B, C thuoc dudng thang trung true
ciia
doan thang MM' tren
mp(ABC),
trai
vdi gia thiet ABC la tam giac. Vay
f(M)
= M.
Vi
du 4:
a) Cho hai tam giac
bing

nhau ABC va A'B'C (AB =
A'B',
BC = B'C,
AC
= A'C).
Chiing
minh
rang co
diing
hai phep ddi
hinh,
moi phep
bien
tam giac ABC thanh tam giac
A'B'C.
b)
Cho tam giac ABC. Co nhung phep ddi
hinh
nao bien tam giac ABC
thanh chinh no?
Giai
a) Tren dudng thang a vuong goc vdi
mp(ABC)
tai
A
lay diem D khac A, tren dudng thang a' vuong
goc vdi
mp(A'B'C)
tai A' co hai diem phan biet
Di

va D
2
sao cho
A'Di
=
A'D
2
=
AD.
Ta
co cac
hinh
tii dien
ABCD,
A'B'C'D)
va
A'B'CD
2
co cac canh tuong ung bang nhau. Neu f
la
phep ddi
hinh
bien tam giac ABC thanh tam
giac A'B'C thi
hoac
f bien D thanh Di
hoac
f bien
D
thanh D

2
.
Vay
co dung hai
phep
doi hinh bien tam
giac
ABC thanh tam
giac
A'B'C.
Do la
phep
ddi hinh f, bien tu dien ABCD thanh tu dien
A'B'CD,
va
phep
ddi hinh f
2
biln
tu dien ABCD thanh tu dien A'B'CD2.
b) Day la trudng hop rieng ciia a) khi hai tam
giac
ABC va A'B'C trung
nhau.
Vay ta co hai
phep
ddi hinh bien ABCD thanh chinh no: do la
phep
dong
nhat

va
phep
doi
xiing
qua mp(ABC).
Vi
du 5: Cho tii dien deu ABCD va
phep
ddi hinh f bien ABCD thanh
chinh no, nghTa la bien moi dinh ciia tii dien thanh mot dinh ciia tii dien.
Tim
tap hop cac diem M trong khong gian sao cho M = f(M) trong cac
trudng hop sau day:
a)
f(A)
= B,
f(B)
= C, f(C) = A b)
f(A)
= B,
f(B)
= A, f(C) = D
c)
f(A)
= B,
f(B)
= C, f(C) = D
Giai
a)
Theo

gia thiet
f(A)
= B va
f(B)
= C, f(C) = A. Do do
f(M)
= M khi va chi khi
MA
= MB = MC. Suy ra tap hop cac diem M la true ciia dudng tron ngoai
tiep tam
giac
ABC.
b)
Theo
gia thiet
f(A)
= B, f(B) = A, f(C) = D. Do do
f(M)
= M khi va chi khi
MA
= MB va MC =
MD,
tiic
la M dong thdi nam tren cac mat
phang
trung
true ciia AB va CD. Suy ra tap hop cac diem M la dudng
thang
di qua trung
diem cua AB va CD.

c)
Theo
gia thiet
f(A)
= B, f(B) = C, f(C) = D. Do do
f(M)
= M khi va chi khi
MA
= MB = MC =
MD.
Suy ra tap hop cac diem M gom mot diem duy
nhat
la
trong tam
tii
dien
ABCD.
Vi
du 6: Chiing minh rang cac
phep
tinh tien,
phep
doi
xiing
tam la cac
phep
ddi
hinh.
Giai
-

Neu
phep
tinh tien
theo
vecto v bien hai diem
M,
N lan luot thanh hai diem
M',
N thi
MM*'
=
NN*'
= v*, suy ra MN = WW' va do do MN =
M'N'.
Vay
phep
tinh tien la mot
phep
ddi hinh.
Neu
phep
doi
xiing
tam O bien hai diem M, N lan luot thanh hai diem
M',N'
thi OM' = -OM ON'=-ON
Suy ra: M'N' = ON' -
OM'
= -ON + OM = NM
Do do M'N' =

MN,
suy ra
phep
doi xung tam O la mot
phep
ddi hinh.
Vi
du 7: Chiing minh rang cac
phep
doi
xiing
true, doi
d
M'
ximg
qua mat
phang
la cac
phep
ddi hinh.
Giai
M
Gia sir
phep
doi ximg qua dudng
thang
d
bien hai diem M, N lan luot thanh hai diem
M',
N' Goi H va K lan luot la trung diem

ciia
MM'
vaNN',
taco:
K
MN
+ M'N' = 2HK, MN - WW' ™
i:
=
HN-HM-HN
+ HM' = N'N +
MM'
Vi
hai
vectc»
MM'
va NN' deu \nong goc voi HK nen:
(MN
+
M'N').(MN
- WW') =
2HK(N
7
N
+
MM')
= 0
Suy ra MN
2
= WW'

2
hay MN =
M'N'
Vay
phep
d6i xung qua d la
phep
ddi
hinh.
Gia
sir
phep
doi xung qua mat
phang
(P) bien M, N thanh M', N' Neu
M
;
N thuoc (P) thi M' =
M,N'sN
nen
M'N'
= MN.
Neu co it
nhat
mot trong hai diem M, N khong nam tren (P) thi qua bon
diem
M, N, M', N' co mot mat phing (Q)
(MM
1
va NN' cimg vuong goc

vdi
(P) nen
song song
vdi nhau). Goi A la giao tuyen ciia (P) va (Q) thi
trong mp(Q),
phep
doi xung qua dudng thang A bien hai diem M. N
thanh hai diem M' va
N'
nen MN =
M'N'
Vi
du 8: Cho hai dudng thang
song song
a va a
1
, hai mat
phang
(P) va (P')
cimg
vuong goc vdi a. Tim
phep
tinh
tien bien a thanh a' va bien (P)
thanh (P').
Giai
Goi
O la giao diem ciia a va (P), O' la giao diem ciia a' va (P). Khi do
phep
tinh

tien
theo
vecto v = OO ' se bien a thanh a' va bien (P) thanh (P').
Vi
du 9: Cho tii dien
ABCD
noi tiep mat cau (S) ban
kinh
R = AB, mot diem
M
thay doi tren mat cau. Goi C, D', M' la cac diem sao cho: CC' = DD'
=
MM
1
= AB . Chung minh rang neu
BC'D'M'
la hinh tir dien thi tam mat
cau ngoai tiep tii dien do nam tren (S).
Giai
Phep
tinh
tien T
theo
vecto v = AB bien A thanh B, C thanh C, D thanh D'
va M thanh
M',
tiic
la bien tii dien
ACDM
thanh tii dien

BC'D'M',
do do T
bien tarn O ciia mat cau (S) ngoai tiep
tii
dien
ACDM
thanh tam O' ciia mat
cau ngoai tiep tti dien
BC'D'M',
tiic
la OO ' = v = AB . Vi OO' = AB = R
nen diem O' nam tren mat cau (S).
Vi
du 10: Chung minh rang hop thanh ciia cac
phep
tinh
tien la mot
phep
tinh
tien.
Giai
Gia
sir Ti va T
2
lan luot la cac
phep
tinh
tien
theo
vecto va Neu

Ti
biln
diim
M thanh diem Mi va T
2
bien M, thanh M
2
thi hop thanh T
2
o T] bien diem M thanh diem
M
2
.
Vi
MMj = va M
:
M
2
= nen MM
2
=
MMj
+
M
X
M
2
= + V
2
Vay

T
2
o Ti la
phep
tinh
tien
theo
vecto v
x
+ v
2
Mot
each
tong
quat:
hop thanh ciia n
phep
tinh
tien da cho la mot
phep
tinh
tien
co vecto
tinh
tien
bang
tong cac vecto ciia cac
phep
tinh
tien da cho.

12
Vi
du 11: Cho hi dien
ABCD.
Goi Ai. Bi. C,. D, lan luot la trong tam cac
tam
giac
BCD, ACD, ABD, ABC. Voi diem M bat ki trong khong gian
ta goi M, la anh ciia M qua
phep
tinh
tiin
AA^ M
2
la anh ciia Mi qua
phep
tinh tien
theo
BB^ M3 la anh ciia M
2
qua
phep
tinh tien
theo
CC
X
,
M
4
la anh ciia M

3
qua
phep
tinh
tiin
theo
Dl\ Chimg minh rang M
triing
voi M4.
Giai
Ta co M
4
la anh ciia M qua 4
phep
tinh tien lien tiep. Hop thanh
phep
tinh
tien do la mot
phep
tinh tien
theo
vecto
V
= AA7 + BB7 + cc\ + DD7
Goi
G la trong tam
tii
dien,
theo
tinh

chat
trong tam thi:

4—. 4— 4— 4 —
v
= -

GA -

GB
-

GC -

GD
3 3 3 3
=
-

(GA
+ GB + GC + GD) = 0
3
Do do M
triing
voi M4.
Vi
du 12: Cho
phep
doi hinh f
thoa

man dieu kien
phep
hop thanh ciia f va f
la
phep
dong
nhat:
f 0 f = e, biet rang co mot diem I duy
nhat
sao cho f
bien I thanh chinh no. Chiing minh rang f la
phep
doi
xiing
tam.
Giai
Voi
mot diem M bat ki
khac
I,
ta goi M' la anh ciia M qua f, khi do M va
M'
khong
triing
nhau.
Vi f o f = e nen f bien M' thanh M, vay f bien
doan
thang
MM' thanh
doan

thang
M'M.
Tii do suy ra f bien trung diem
doan
thang
MM'
thanh chinh no va vi vay,
theo
gia thiet trung diem
MM'
phai
la
diem
I.
Vay f la
phep
doi
xiing
qua tam
I.
Vi
du 13: Chung minh rang hop thanh ciia mot so
chan
cac
phep
doi ximg
tam la mot
phep
tinh tien, hop thanh ciia mot so le ciia
phep

doi ximg
tam la
phep
doi
xiing
tam.
Giai
-
Gia sir Di va D
2
la cac
phep
doi
xiing
tam co tam lan luot la Oi va 0
2
.
Goi
M la mot diem bat ki. Mi = Di(M) va M' =
D
2
(Mi)
thi
phep
hop
thanh
D
2
oDi
bien M thanh M'.

Ta co: MM' =
MM,
+
M
X
M'
= 20^ + 2M
1
0
2
= 20
x
0
2
Suy ra
D
2
oDi
la
phep
tinh tien
theo
vecto v = 20
x
0
2
Voi
diem M ta lay Mi doi
xiing
voi M qua O, va lay M' sao cho M

X
M' = v
Khi
do hop thanh T- o Do bien M thanh
M'.
Neu goi I la trung diem cua
MM' thi 01 = — Vay diem I co dinh. Suy ra T- o D
0
la phep d6i xiing
2
qua
I.

V
Tuong
tir Do o T- la phep doi xung qua
diem
I'
ma OI = -

Vi hop thanh ciia hai phep d6i xiing tam la mot phep tinh tien nen hop
thanh
ciia
2n phep ddi
ximg
tam la hop thanh
ciia
n phep
tinh
tien

va do
do la mot phep
tinh
tien.
Hop
thanh
ciia
2n + 1 phep d6i
xiing
tam la hop thanh cua mot phep
tinh
tien
va mot phep doi
ximg
tam nen la mot phep doi
ximg
tam.
Vi
du 14:
Chiing
minh
rang mot
hinh
tir dien khong the co tam doi
xiing,
tong
quat mot
hinh
chop khong co tam doi
ximg.

Giai
Trudc
het ta
thly
rang neu mot
hinh
chop co tam doi xung O. thi so mat
chin.
That vay neu M la
diim
bat ki thuoc mot mat nao do
ciia
hinh
chop,
thi
diem
M'
doi
xiing
vdi M phai thuoc mot mat
hinh
chop
(vi
phep
d6i
xiing
bien mat thanh mat, canh thanh canh va
dinh
thanh
dinh).

Dieu
do
chiing
to moi cap mat
ciia
hinh
chop
ling
vdi mot doan thang
MM'.
Vi
so cac doan nhu vay la nguyen, nen so mat la chan. Vay day
ciia
hinh
chop co tam doi
ximg
da giac vdi so le canh nen O khong thuoc mat
phang day va khong thuoc cac mat ben. Goi (T) la thiet dien
ciia
hinh
chop di qua O va song song vdi day ((T) ton tai vi phep doi
xiing
qua O
bien
dinh hinh
chop thanh
diem
thuoc day chop), khi do (T) la da giac co
tam
doi

ximg
lai co so le canh (vi cac canh
ciia
(T) chi nam tren cac mat
xung
quanh
ciia
hinh
chop). Mau thuan do
chiing
minh
bai toan, va suy
cho
tii
dien bat
ki.
Vi
du 15: Cho mat phang (P) va
tii
dien
ABCD.
Vdi
moi
diem
M thuoc (P) ta xac
dinh
diem
N theo cong
thiic:
MA

+
MB
+ MC +
MD
=
2MN
(1)
Tim
tap hop
N,
khi M di dong trong (P).
Giai
Goi
G la trong tam
ciia
tii
dien
ABCD
thi G co
dinh.
(1)
» 4MG =
2MN
<=>
MG = GN
<=>
GM
= -GN.
Do
do N la anh

ciia
M qua phep doi
ximg
tam G.
Vay
tap hop N la mat phang doi xung vdi (P) qua G.
Vi
du 16:
Chiing
minh
rang:
a) Hop thanh
ciia
hai phep d6i
xiing
true co cac true doi
xiing
song song
la
mot phep
tinh
tien
b)
Hop thanh
ciia
mot phep ddi
xiing
true va mot phep
tinh
tiin

theo
vecto
vuong goc vdi true d6i
xiing
la mot phep doi
xiing
true.
14
Giai
a) Gia sir D
a
va Db la cac
phep
doi
xirng
true co
true lan luot la cac duong thang a va b
song
song
voi nhau. Lay hai diem I va J lan luot
nam tren a va b sao cho IJ
_L
a. Voi diem M
bat
ki, ta gpi M, = D
a
(M) va M' =
D
b
(M,)

thi
phep
hop thanh D
b
o D
a
bien M thanh
M'.
Neu
gpi
H la trung diem cua MM, va K la trung
diem
ciia
M|M'
thi:
MM'
= MM
l
+
M
X
M'
= 2HM7 +
2Mji
= 2HK = 2IJ
Vay
hop thanh Db o D
a
chinh la
phep

tinh
tien
theo
vecto v = 2IJ
b)
Gia sir D
a
la
phep
doi
xiing
qua duong thang a, T- la
phep
tinh
tien
theo
vecto v vuong goc voi a. Gpi b la anh ciia a qua
phep
tinh
tien
theo
vecto thi phep tinh tien T- la hpp thanh ciia hai phep doi ximg D
a
va
Db qua cac duong thang a va b: T- = Db o D
a
.
Bdi
vay T- o D
a

= Db o D
a
o D
a
= Db o e = Db.
Gpi b' la anh cua a qua phep tinh tien theo vecto — thi phep tinh tien T- la
hpp thanh cua hai phep doi ximg Db
1
va D
a
qua cac duong thang b' va a:
T-
= D
a
o D
b
>.
Do
do: D
a
o T- = D
a
o D
a
o
D
b
>
= e o
D

b
>
= D
b
'.
Vi
du 17: Cho
tii
dien deu
ABCD.
Gpi M, N lan lupt la trung diem cac
canh
AB
va CD. Gpi O la trung diem ciia doan
MN.
Chung minh rang vdi moi diem K
nam trong
tii
dien ta co
KA
+ KB + KC + KD > OA + OB + OC + OD.
Giai
Ta co MN la true doi
xiing
ciia
tii
dien deu
ABCD.
Gpi
K' la diem doi

xiing
vdi K qua
MN,
H la giao ciia KK' va
MN.
Ta co
KA
+ KB = AK + AK' > 2AH va KC + KD = CK + CK > 2CH. Ta
chiing
minh rang AH + CH > OA + OC.
Xet
trong mat
phang
(MCD),
diem A' sao cho tia MA' vuong goc vdi
MN,
ngupc
chieu vdi tia NC va dp dai MA' = MA.
Ta co HA' = HA nen HA + HC = HA' + HC > A'C. Vi A'C di qua O nen
A'C
- OC + OA' - OC + OA.
Vay
KA + KB + KC + KD > OA + OB + OC + OD.
Vi
du 18: Cho lang tru dirng
ABC.A'B'C.
co day la tam
giac
can ABC
(AB

= AC). Tren cac
canh
AC va A'B' ta lay cac diem tuong img M va
M'
sao cho AM =
A'M'.
Tim tap hpp trung diem cua doan
MM'.
1-3
Giai
Goi
I, J la trung diem
canh
ben AA' va giao cac duong
cheo
hinh chu
nhat
BCC'B'. Ta co IJ la true ddi xung cua hai doan AC va
A'B',
do do M
va M' doi xung voi nhau qua IJ. Vay tap hop cac trung diem ciia MM'
thuoc doan IJ
Vi
du 19: Goi D la
phep
ddi xung qua mat
phang
(P) va a la mot duong
thang nao do. Gia sir D bien duong thang a thanh duong thang a'. Trong
truong hop nao thi:

a) a
triing
voi a' b) a
song song
voi a'
c)
a cat a' d) a va a'
cheo
nhau?
Giai
a) a
triing
voi a' khi a nam tren mp(P)
hoac
a vuong goc voi mp(P).
b)
a
song song
voi a' khi a
song song
voi mp(P).
c)
a cat a' khi a cat mp(P) nhung khong vuong goc voi (P).
d)
a va a' khong bao gio cat nhau.
Vi
du 20: Chung minh:
a) Hop thanh ciia hai
phep
doi

xiing
qua hai mat
phang
song song
(P) va
(Q)
la mot
phep
tinh
tien.
b)
Hop thanh ciia hai
phep
doi
xiing
qua hai mat
phang
(P) va (Q) vuong
goc voi nhau la mot
phep
doi xung qua duong thang.
Giai
a) Lay hai diem A va B lan luot nam tren (P) va
(Q)
sao cho AB
_L
(P). Voi mot diem M bat ki,
ta goi Mi la diem doi
xiing
voi M qua mp(P) va

M'
la diem doi
ximg
voi Mi qua mp(Q).
Goi
H va K lan luot la trung diem cua
MM]
va
M,M'
thi taco:
MM' = MM, + M,M
1
= 2
(HTVL\
+ MTK) = 2HK = 2AB
Vay
phep
hop thanh la
phep
tinh
tien
theo
vecto 2
AB.
b)
Goi d la giao tuyen ciia (P) va (Q).
Voi
mot diem M bat
ki,
ta goi Mi la

diem
doi
ximg
voi M qua mp(P) va
M'
la diem doi xung ciia Mi qua
mp(Q).
Neu M nam tren (P)
hoac
tren (Q)
thi
thay M' la diem doi
xiing
ciia M
qua d.
Neu M khong nam tren ca (P) va (Q) thi ba diem M, Mi va M' xac dinh
mat
phang
(R) vuong goc voi (P) va (Q), do do vuong goc voi d.

1
.H
16
Goi
giao tuyen cua (R) voi (P) va (Q) lan luot la p. q, con O la giao diem
cua p va q.
Xet
trong mat phing (R) thi diem M' la anh cua diem M qua hop thanh cua
phep
doi xung qua duong thang p va

phep
doi xung qua duong thang q. Suy
ra O la trung diem ciia
MM'.
Mat
khac
MM' _L d nen
phep
hop thanh la
phep
doi xung qua dudng
thang d.
Vi
du 21: Cho mat
phang
(P) va cho
phep
ddi hinh f co
tinh
chat:
f bien diem
M
thanh diem M khi va chi khi M nim tren (P). Chung to rang f la
phep
doi
xung qua mat
phang
(P).
Giai
Phep

ddi hinh f bien moi diem M nam tren (P)
thanh M. Vdi diem A khong nam tren (P) ta
goi
a la dudng thang di qua A va vuong goc
vdi
(P). Neu H la giao diem cua a va (P), vi
f(H)
= H nen f bien a thanh dudng thang di
qua H va vuong goc vdi (P), vay f(a) = a.
Tir
do suy ra diem A bien thanh diem A' nam tren a,
A'
khac
vdi A va HA = HA'.
Vay
(P) la mat
phang
trung true ciia doan thang
AA'.
Suy ra f la
phep
doi
xung qua mp(P).
Vi
du 22: Tim cac mat
phang
doi
ximg
ciia cac hinh sau day:
a)

Hinh
chop
tii
giac
deu.
b)
Hinh
chop
cut tam
giac
deu.
c)
Hinh
hop chu
nhat
ma khong co mat nao la hinh vuong.
Giai
a)
Hinh
chop
tii
giac
deu S.ABCD co 4 mat
phang
doi
ximg:
mp(SAC),
mp(SBD),
mat
phang

trung true ciia AB (dong thdi ciia CD) va mat
phang
trung true ciia AD (dong thdi ciia BC).
b)
Hinh
chop
cut tam
giac
deu
ABC.A'B'C
co ba mat
phang
doi
xiing,
do la ba
mat
phang
trung true ciia ba
canh
AB,
BC. CA.
c)
Hinh
hop chir
nhat
ABCD.A'B'C'D'
(ma khong co mat nao la hinh
vuong) co ba mat
phang
doi

xiing,
do la ba mat
phang
trung true ciia ba
canh
AB.AD,
AA'.
s
A'
c
D
/
/
A'
C
V
17
Vidu
23:
a) Tim cac true ddi xung cua hinh tu dien deu
ABCD.
b)
Tim tat ca cac mat
phang
ddi xung cua hinh tu dien deu
ABCD.
a)
b)
B'
Giai

i
^
A;1—-\.
D
1
C
Gia
sir d la true doi xung cua tir dien deu
ABCD,
tire la
phep
doi
ximg
D
qua duong thang d bien cac dinh ciia tir dien thanh cac dinh ciia tir dien.
Trudc het ta nhan thay rang true doi
ximg
d khong the la dudng thang di
qua hai dinh nao do cua hinh tir dien, vi hien nhien
phep
doi
ximg
qua
dudng thang d nhu the khong bien hinh tir dien thanh chinh no.
Bay gid ta chung to rang true doi
ximg
d cung khong di qua mot dinh
nao ciia tii dien. That vay, neu d di qua A thi vi B khong the nam tren d
nen B bien thanh C
hoac

D. Neu B bien thanh C thi C bien thanh B nen
D
bien thanh D va do do d di qua A va D, vo
li.
Neu B bien thanh D thi
D
bien thanh B va do do C bien thanh C va d di qua A va C, vo
li.
Vay
phep
doi xung D qua dudng thang d bien diem A thanh mot trong ba
diem
B, C
hoac
D.Do do tir dien deu co 3 true doi
xiing
la 3 dudng thang
di
qua trung diem 2
canh
doi dien (dudng trung binh).
Gia
sir a la mat
phang
doi
ximg
ciia tir dien deu
ABCD,
tiic
la

phep
doi
xiing
D„ bien tap hop
{A,
B, C, D} thanh chinh no. Vi D
a
khong the bien
moi
dinh thanh chinh no (vi khi do D„ la
phep
dong nhat) nen phai co
mot dinh, A
chang
han, bien thanh mot dinh khac, B
chang
han. Khi do a
la
mat
phang
trung true ciia doan thang AB (hien nhien a di qua C va D).
Vay
tii dien
ABCD
co 6 mat
phang
doi
xiing,
do la cac mat
phang

trung
true ciia cac canh.
Vidu24:
Cho hinh lap phuong
ABCD.A'B'C'D'
Tim
a) Tam doi
ximg
b) Mat doi
ximg
c) True doi
ximg.
Giai
a) Tam ddi xung O la giao diem ciia 4 dudng
cheo
AC, BD', CA' va DB'.
b)
Gpi a la mat doi
xiing
ciia hinh lap phuong thi
phep
doi
xiing
qua a bien
hinh
vuong
ABCD
thanh chinh no,
hoac
thanh hinh vuong chung

canh
hoac
thanh hinh vuong
A'B'C'D'.
Tir
do thi hinh lap phuong co 9 mat
phang
doi
ximg
la 3 mat
phang
trung
true ciia cac
canh
va 6 mat
phang
chua
hai
canh
doi.
9 true ddi
ximg
gom 3 true ciia cac mat va 6 dudng thang di qua trung
diem
cua hai
canh
doi.
c)
18
Vi

du 25: Cho hinh lap phuong
ABCD.A'B'C'D'.
Chung minh rang:
a) Cac hinh
chop
A.A'B'C'D'
va C'.ABCD
bang
nhau.
b) Cac hinh lang tru
ABC.A'B'C
va
AA'D'.BB'C
bang
nhau.
Giai
a) Goi O la tam ciia hinh lap phuong. Vi
phep
doi
xiing
tam O bien cac dinh
ciia
hinh
chop
A.A'B'C'D'
thanh cac dinh ciia hinh
chop
C'ABCD. Vay hai
hinh
chop

do
bang
nhau.
b)
Phep
doi xung qua mp(ADC'B') bien cac dinh ciia hinh lang try ABC. A'B'C
thanh cac dinh cua hinh lang tru
AA'D'.BB'C
nen hai hinh lang tru do
bang
nhau.
Vi
du 26: Chung minh 2 hinh lap phuong co
canh
bang
nhau
thi
bang
nhau.
Giai
Gia sir
ABCD.A'B'C'D'
va MNPQ.M'N'P'Q' la hai hinh lap phuong co
canh
deu
bang
a. Hai tii dien
ABDA
1
va

MNQM'
co cac
canh
tuong
ling
bang
nhau
nen
bang
nhau,
tuc la co
phep
ddi hinh F bien cac diem A, B,
D,
A' lan luot thanh M, N, Q, M'. Vi F la
phep
ddi hinh nen F bien hinh
vuong thanh hinh vuong, do do F bien diem C thanh diem P, bien diem
B'
thanh
N',
bien diem D' thanh Q' va bien diem C thanh P' Vay hai hinh
lap phuong da cho
bang
nhau.
DANG
3:
KHOI
DA
DIEN

DEU VA
PHEP
VI TU

Cho so k khong doi
khac
0 va mot diem O co dinh.
Phep
bien hinh
trong khong gian bien moi diem M thanh diem M' sao cho OM' = k
OM
goi
la
phep
vi tu. Diem O goi la tam vi tu, so k goi la ti so vi tu.
Neu
phep
vi tu ti so k bien hai diem M, N thanh hai diem M', N' thi
WW'
= kMN va do do
M'N'
-
|
k
j
MN.
Phep
vi tu bien ba diem
thang
hang

thanh ba diem
thang
hang,
bon diem
dong
phang
thanh bon diem dong
phang.
-
Hinh H
duoc
goi la dong
dang
vdi hinh H' neu co mot
phep
vi tu bien
hinh
H thanh hinh Hi ma hinh Hi
bang
hinh H'.
Khoi
da dien deu ma moi mat la da
giac
deu n
canh
va moi dinh la
dinli
chung ciia p
canh
duoc

goi la khoi da dien deu loai
{n,
p}.
Khoi
tii
dien deu la loai
{3;
3};
Khoi
bat dien deu la loai
{3;
4}
Kh6i
lap phuong la loai
{4;
3};
Khoi
20 mat deu la loai
{3;
5}
Kh6i
12 mat deu la loai
{5;
3}.
Khoi
tii
dien deu
Khoi
bat dien deu
Khoi

lap phuong
19
Khoi
nhi thap dien deu
Khoi
thap nhi dien deu
Chii
y: Be chung
minh
khoi
da dien (K) la
khoi
da dien deu, ta co the
dung
dinh
nghia cua 1 trong 5
loai
khoi
da dien hoac dung phep vi tu,
khoi
(K) la anh cua
khoi
da dien deu nao do.
Vi
du 1: Chung
minh
rang phep vi tu bien moi duong thang thanh mot
duong
thang song song hoac trung voi no, bien moi mat phang thanh mpt
mat

phang song song hoac
triing
voi mat phang do.
Giai
Gia
sir phep vi tu V ti so k bien duong thang a thanh dudng thang a
1
.
Lay
hai
diem
phan biet M, N nam tren a thi anh
ciia
chiing
la cac
diem
M',
N
1
nam tren a'. Theo
tinh
chat
ciia
phep vi tu thi
M'N'
=
kMN
Do
do hai dudng thang a va a
1

song song hoac
triing
nhau.
Gia
sir phep vi tu V bien mp(a) thanh mp(oc'). Lay tren (a) hai dudng
thang cat nhau a va b thi anh
ciia
chiing
qua V la hai dudng thang a' va b'
nam
tren (a') va lan
luot
song song hoac
triing
vdi a va b. Tir do suy ra
hai
mat phang (a) va (a
1
) song song hoac
triing
nhau.
Vi
du 2: Cho phep vi nr V tam O ti so k * 1 va phep vi tu V tam O' ti so k'.
Chiing
minh
rang neu
kk'
=
1
thi

phep hpp thanh V o V la mpt phep
tinh
tien.
Giai
Gpi
V la phep vi tu tam O ti so k, V la phep vi tu tam O' ti so k'.
Vdi
moi
diem
M ta lay Mi sao cho OM, = kOM roi lay
diem
M' sao cho
O'
M'
= k'
0
1
M,
thi phep hpp thanh Vo V bien
diem
M thanh
diem
M'.
Ta
co: MM =
MM,
+
M,M'
=
OM^

-
OM
+
O'M'
- O
7
!^
= OM" - ^OM^ + k
1
0'M, - O'M, =^i-ijoi\i; + (k
,
-i)o^L;
= f 1 - i j OM7 + (1 - k ')M,0'
Vi kk' = 1 nen k' = — bdi vay dang thiic tren trd thanh:
k
MM' = fl - ^ j (OM7 + M~CT') = OO*'
Tir do suy ra V o V la phep tinh tien theo vecto: v = ocT
k
Vi
du 3: Cho
phep
vi tu V tam O ti s6 k va
phep
vi tu V tam O' ti so k' voi
kk'
* 1. Goi F = V' o V Chung minh rang:
a) Co diem I duy
nhat
sao cho F(I) = I.
b) F la

phep
vi tu tam I ti so kk'.
Giai
a) Gia sir F(I) =
I.
Dieu do xay ra khi va chi khi neu V bien I thanh Ii thi V
bien
I,
thanh
I,
tire la: neu OL~ = kOI thi O
7
! =
k'O'I,
hay:
OI
- OO' = k (Of, - OO
)
= k
'(kOI
- OO
)
<=> (1 - kk') OI = (1 - k )00"' <=> Ol
1-kk'
Vay
diem I
duoc
xac dinh duy
nhat
voi kk' * 1.

b) Voi diem M bat
ki,
goi Mi la anh cua M qua
phep
vi tu V. M' la anh ciia
M,
qua
phep
vi tu V, thi F bien M thanh
M'.
Khi do ta co OM^ = kOM
va O'M' =
k'O'M,
Tirdotaco:
IM
,
=
0
,
M
,
-0'I
=
k
,
0'M
1
-0
,
I

=
k
'(OM,
- 00') - O T = k
(kOM
- 00') - 0
1
1
=
kk
,
OM-k
,
0^'-0^ =
kk'(Ol
+ IM)-k
,
00'-OT
=
kk'm +
kk
,
Ol-k'OT)'-Ol
+ 00
_,
=
kk'IM.
Vay
F la
phep

vi tu tam I ti so kk
1
Vi
du 4: Cho
phep
vi tu V tam O ti so k * 1 va mpt
phep
tinh tien T
theo
vecto v Dat F = T o V va F' = V o T. Chimg minh rang:
a) Co mpt diem I duy
nhat
sao cho F(I) = I va diem I' duy
nhat
sao cho
F
'(T) = r.
b) F la
phep
vi tu tam I ti so k, F ' la
phep
vi tu tam
I'
ti so k.
Giai
a) Gia sir F(I) =
I.
Dieu do xay ra khi va chi khi neu V bien I thanh F thi T bien
Ii
thanh

I,
tuc la: neu 01, = kOI thi 1,1 = v Tir do suy ra:OI - 01, = v
hay 01 - kOI = v , do do 01
l-k
Vay
diem I xac dinh duy
nhat,
voi k * 1.
Gia sir F'(I') =
I'.
Dieu do xay ra khi va chi khi neu T bien
I'
thanh
I'i
thi
V
bien I'i thanh
I',
tiic
la: neu IT'i = v thi 01' = kOI', Tir do suy ra:
of
= k(oT'
+
rT\)
hay (1 -k)0T =klTi=k V do do OF
l-k
Vay
diem
I'
xac dinh duy

nhat,
voi k * 1.
b) Voi moi diem M bat ki ta lay diem M, sao cho OM, = kOM, roi lay
diem M' sao cho M,M' = v Khi do
phep
hpp thanh F = T o V bien M
thanh M'. Ta xac dinh diem O' sao cho OO'
dinh khong phu thuoc M va co:
l-k
thi
O' la diem co
IM'
= 10 + 0M, +
MjM'
= 10 + kOM + v = 10 +
k(IM-10)
+ v
=
(1 -k)iO + v +
kIM
= kIM
Suy ra F = T o V la
phep
vi tu tam I ti k. Chimg minh tuong tu thi F ' = V o T
la
phep
vi tu tam
I'
ti k.
Vi

du 5: Cho hai hinh tu dien ABCD va
A'B'C'D'
co cac
canh
tuong ung
Mmg
song:
AB // A'B', AC // A'C, AD //
A'D*.
CB // CB', BD // B'D',
DC
// D'C. Chung minh ring co mot
phep
tinh
tiin
hoac
mot
phep
vi tu
bien
tii
dien nay thanh
tii
dien kia.
Giai
Vi
AB //
A'B'
nen co so k * 0 sao cho AB = kA' B' Ta chung minh rang
khi

do ta cung co AC = kA' C
1
AD
DC
kA'D',CB
= kC'B' BD = kB'D'
kD'C
That vay, xet tam
giac
ABC va A'B'C co cac
canh
tuong
ling
song song
nen ta phai co cac so n va m sao cho AC = nA' C' va CB = mC' B'. Khi do:
AB
= kA B' o AC - BC = k(A'C - B'C)
onA'C'-BC-MA'C'-B'C)
» (n - k)A 'C' = (m - k)B 'C'
Vi
hai vecto A'C va B'C khong ciing phuong nen
dang
thiic tren xay
ra khi va chi khi n

k
BC
m
- k = 0, tuc la n = m, vay AC =
k

A'
C' va
kB'C
Cac
dang
thiic con lai
duoc
chiing minh tuong tu.
Xet
truong hop k
:
•AA'
=
BB"'
= CC*'
1.
Khi do AB = A'B' BC = B'C
nen
Suy ra
phep
tinh tien
theo
vecto v = AA' bien tii dien ABCD thanh tii
dien
A'B'CD'
Neu k * 1 thi hai duong
thang
AA' va BB' cat
nhau
tai mot diem 0 nao

do. Khi do
phep
vi tu V tam 0 ti so k bien tii dien ABCD thanh tii dien
A'B'C'D'
Vi
du 6: Cho tii dien
ABCD.
Diem M luu dong trong
tam
giac
ABC. Cac diem A', B', C lan luot
thuoc
cac mat (BCD),
(CAD),
(ABD) sao cho MA' // AD,
MB'
// BD, MC // CD. Tim tap hop cac trong tam
ciia
tam
giac
A'B'C.
Giai
Ta chiing minh:
DAT'
+ DET + DC = 2DM
Vi
G la trong tam tam
giac
A'B'C nen
DA?

+ DlT + DC = 3DG
Do do 3DG = 2DM nen DG = - DM
3
Phep
vi tu tam D ti s6 k = -
bien
M
thanh
G nen tap hop cac diem G la
anh ciia tam giac ABC qua phep vi tu do.
Vi
du 7: Chiing minh chi co nam loai khoi da
dien
deu. do la cac loai {3; 3),
{4;3|,
{3;4},
(5;3), (3;5).
Giai
Gia sir khoi da
dien
deu loai {n; p} co D dinh. C
canh
va M mat. Vi moi
mat co n
canh
nen M mat se co nM
canh.
nhimg moi
canh
lai

chung
cho
hai mat nen 2C = nM. Vi moi dinh
chung
cho p
canh
nen D dinh se co
pD
canh,
nhung
moi
canh
lai di qua hai dinh nen 2C = pD.
Suy ra pD = 2C = nM. Ta co D - C + M = 2.
_DCMP-C + M 4pn
Do do
1 1 1.
+
i 2n +
2p-np
p
2 n p 2 n
o r\ 4n „ 2np , . 4p
Suy ra : D = : C = M =
2n + 2p - np 2n + 2p - np 2n + 2p - np
Ta co D, C, M, n, p deu la nhirng so
nguyen
duong
nen
2n + 2p - np > 0 hay (n - 2)(p - 2) < 4.

Vi
n - 2 va p - 2 la hai so
nguyen
duong
nen chi co the xay ra cac
trudng
hop sau:
1) n - 2 = 1, p - 2 = 1 hay n = p = 3, ta co khoi da
dien
deu loai
{3;3}.
Khi
do D = 4, C = 6, M = 4: Khoi tii
dien
deu.
2) n - 2 = 2, p - 2 = 1 hay n = 4, p = 3, ta co khoi da
dien
deu loai {4: 3}.
Khi
do D = 8, C = 12, M = 6: Khoi lap
phuong.
3) n- 2 = 1, p - 2 = 2 hay n = 3, p = 4, ta co khoi da
dien
deu loai {3; 4) .
Khi
do D = 6, C = 12, M = 8: Khoi tam mat deu (khoi bat
dien
deu).
4)n-2 = 3,p-2 = 1 hay n = 5. p = 3, ta co khoi da
dien

deu loai {5; 3}.
Khi
do D = 20, C = 30, M = 12: Khoi mudi hai mat deu (khoi
thap
nhi
dien
deu)
5) n —2 = 1, p — 2 = 3 hay n = 3, p = 5, ta co khoi da
dien
deu loai {3; 5}.
Khi
do D = 12, C = 30, M = 20: Khoi hai muoi mat deu (khoi nhi
thap
dien
deu).
Vi
du 8: Hai dinh ciia mot khoi tam mat deu
duoc
goi la hai dinh doi
dien
neu chiing
khong
ciing
thuoc
mot
canh
ciia khoi do.
Doan
thang
noi hai

dinh doi
dien
goi la
dudng
cheo
ciia khoi tam mat deu. Chiing minh
rang
trong
khoi tam mat deu thi ba
dudng
cheo
cat
nhau
tai
trung
diem cua
mdi
dudng;
doi mot
vuong
goc vdi
nhau
va
bang
nhau.
Giai
Gia sii ABCDEF la khoi tam mat deu. Ba
dudng
cheo
ciia no la EF, AC

va BD. Bon diem A, B, C, D
each
deu hai diem E va F nen ciing nam
tren
mot mat
phang.
23
c) True doi xung.
Vay
ABCD la hinh
thoi,
ngoai ra E
each
deu A, B, C, D nen hinh thoi do
la
hinh vuong.
Suy ra hai duong
cheo
AC va BD cat
nhau
tai trung diem cua moi dudng,
chiing
vuong goc vdi
nhau
va co do
dai
bang
nhau.
Tuong tu doi vdi cac
cap dudng

cheo
con lai.
Vi
du 9: Cho hinh bat dien deu. Tim:
a) Tam doi
xiing
b) Mat doi
xiing
Giai
Hinh
bat dien deu ABCDEF co tam doi xung O la giao diem ciia 3
dudng
cheo
AC, BD va EF
Hinh
bat dien deu ABCDEF co tat ca 9 mat
phang
doi
xiing:
ba mat
phang
(ABCD),
(BEDF), (AECF) va 6 mat
phang,
moi mat
phang
la mat
phang
trung true ciia hai
canh

song song
(chang
han AB va CD).
Hinh
bat dien deu ABCDEF co 9 true doi
xiing:
ba true ciia mat
(ABCD),
(BEDF),
(AECF) va 6 dudng
thang
di qua 2 trung diem ciia 2
canh
song
song.
Vi
du 10: Cho hinh tii dien
ABCD.
Goi A', B', C, D' lan luot la trong tam
ciia
cac tam
giac
BCD, ACD, ABD, ABC. Chiing minh rang hai tii dien
ABCD
va
A'B'C'D'
ddng
dang.
Suy ra neu ABCD la tii dien deu thi
A'B'C'D'

cung la tir dien deu.
Giai
Goi
G la trong tam ciia
tii
dien
ABCD.
a)
b)
c)
Taco: GA' = GA
3
GC*' = - —GC
3
GB'
GB
GD'= GD
3
Suy ra
phep
vi tu V tam G, ti so k = — bien cac diem A, B, C, D lan
3
luot
thanh cac didm A', B', C, D'
Vay
V bidn tii dien ABCD thanh tii dien
A'B'C'D'
nen 2 tii dien do ddng
dang
=> dpcm.

Vi
du 11: Cho hai
tii
dien ABCD va
A'B'C'D'
co cac
canh
tuong
ling
ti le:
A'B'
B'C _ CD' _ D'A _ A'C _ B'D' _
AB
" BC " CD ~ DA ~ AC ~ BD
Chiing
minh hai
tii
dien dong
dang.
Giai
Xet
phep
vi nr V tam O nao do va co ti so k.
Goi
AiB,C,D|
la anh ciia ABCD qua V
Ta co:
AiBi
= kAB, B
1

C
l
= kBC, CD, = kCD,
24

×