Gọi I là giao điểm của EM và BC.
Lấy D thuộc AC sao cho AD =$\frac{1}{3}$ .AH=HE
Xét ∆AHC có :
$\frac{AD}{AH}$ = $\frac{AM}{HC}$ (vì cùng bằng $\frac{1}{3}$)
=>DM//BC và $\frac{DM}{HC}$ =$\frac{AD}{AH}$ =$\frac{1}{3}$ (đ/lí Talets đảo)
=>DM//BC và DM=$\frac{1}{3}$ .HC (1)
xét ∆DEM có DM//HI
=>$\frac{HE}{DE}$=$\frac{HI}{DM}$=$\frac{1}{3}$ (do DE=3.HE)(định lí talets)
=> HI =$\frac{1}{3}$.DM(2)
Từ (1) và(2) => HI =$\frac{HC}{9}$
có $AH^{2}$ =BH.HC (cm ý a)
<=>$(\frac{AH}{3} )^{2}$ =BH.$\frac{CH}{9}$
((do $\frac{AH}{3}$=HE và HI=$\frac{CH}{9}$(cmt) ) <=> $HE^{2}$ = BH.HI
=>$\frac{HE}{HI}$ =$\frac{BH}{HE}$
Xét ∆ BHE và ∆ EHI ,có
∡BHE=∡IHE(=90)
$\frac{HE}{HI}$ =$\frac{BH}{HE}$
=> ∆ BHE đồng dạng với ∆ EHI (c.g.c)
=>∡BEH =∡EIH(3)
mà ∡ HEI + ∡HIE =90(do ∆HEI ┴ tại H)(4)
Từ (3) và (4) => ∡BEH + ∡HEI =90
<=>∡BEI =90
=> BE ┴ EM (đpcm)