55. Trang 14 Sách bài tập Hình Học 11 Nâng cao
Cho ba đường tròn \(\left( {{I_1};{R_1}} \right),\left( {{I_2};{R_2}} \right),\left( {{I_3};{R_3}} \right)\) không đồng tâm và không bằng nhau. Gọi \(O_3^ + \) và \(O_3^ – \) lần lượt là tâm vị tự ngoài và tâm vị tự trong của hai đường tròn \(\left( {{I_1};{R_1}} \right)\) và \(\left( {{I_2};{R_2}} \right)\) \(O_1^ + \) và \(O_1^ – \) lần lượt là tâm vị tự ngoài và tâm vị tự trong của hai đường tròn \(\left( {{I_2};{R_2}} \right)\) và \(\left( {{I_3};{R_3}} \right)\); \(O_2^ + \) và \(O_2^ – \) lần lượt là tâm vị tự ngoài và tâm vị tự trong của hai đường tròn \(\left( {{I_3};{R_3}} \right)\) và \(\left( {{I_1};{R_1}} \right)\). Chứng minh rằng mỗi bộ ba điểm sau đây thẳng hàng:
\(O_1^ + ,O_2^ + ,O_3^ + \); \(O_1^ + ,O_2^ – ,O_3^ – \); \(O_1^ – ,O_2^ + ,O_3^ – \) và \(O_1^ – ,O_2^ – ,O_3^ + \).
Phép vị tự tâm \(O_3^ + \) tỉ số \({{{R_2}} \over {{R_1}}}\) biến đường tròn \(\left( {{I_1};{R_1}} \right)\) thành đường tròn \(\left( {{I_2};{R_2}} \right)\); phép vị tự tâm \(O_1^ + \) tỉ số \({{{R_3}} \over {{R_2}}}\) biến đường tròn \(\left( {{I_2};{R_2}} \right)\) thành đường tròn \(\left( {{I_3};{R_3}} \right)\). Theo câu b) bài 54, phép hợp thành của hai phép vị tự đó là phép vị tự, có tỉ số:
\({{{R_2}} \over {{R_1}}}.{{{R_3}} \over {{R_2}}} = {{{R_3}} \over {{R_1}}}\)
và biến đường tròn \(\left( {{I_1};{R_1}} \right)\) thành đường tròn \(\left( {{I_3};{R_3}} \right)\). Vậy tâm của phép vị tự hợp thành đó chính là điểm \(O_2^ + \). Suy ra ba điểm \(O_1^ + ,O_2^ + ,O_3^ + \) thẳng hàng. Chứng minh tương tự cho các bộ ba điểm còn lại.