Đáp án:
Giải thích các bước giải:
d) Kẻ \(MN \bot AB\,\,\left( {N \in AB} \right)\); \(BC\) cắt \(MN\) tại \(I\). Chứng minh \(I\) là trung điểm của \(MN\).
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}AC \bot AB\\BD \bot AB\\MN \bot AB\end{array} \right.\,\,\left( {gt} \right) \Rightarrow AC//BD//MN\) (Từ vuông góc đến song song).
Gọi \(P = AM \cap CN\). Áp dụng định lí Ta-lét ta có : \(\dfrac{{MI}}{{AC}} = \dfrac{{PI}}{{PC}};\,\,\dfrac{{NI}}{{AC}} = \dfrac{{BI}}{{BC}}\) (3).
Ta có : \(\widehat{AMB} = {90^0}\) (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn) \( \Rightarrow \widehat{AMN} + \widehat{NMB} = {90^0}\).
Mà trong tam giác vuông \(MNB\) lại có: \(\angle NBM + \angle NMB = {90^0}\)
\( \Rightarrow \widehat{AMN} = \widehat{NBM} = \widehat{ABM}\).
Ta có : \(\widehat{ABM} = \widehat{AMC}\) (góc nội tiếp và tạo bởi tia tiếp tuyến và dây cung cùng chắn cung \(AM\)) ;
\(\widehat{ABM} = \widehat{AMN}\) (cmt) ;
\( \Rightarrow \widehat{AMC} = \widehat{AMN} \Rightarrow MA\) là tia phân giác trong của góc \(CMN\).
Mà \(MB \bot MA\,\,\left( {\widehat{AMB} = {{90}^0}} \right) \Rightarrow MB\) là tia phân giác ngoài của góc \(CMN\).
Áp dụng tính chất đường phân giác trong tam giác \(CMI\) ta có: \(\dfrac{{MI}}{{MC}} = \dfrac{{PI}}{{PC}} = \dfrac{{BI}}{{BC}}\) (4)
Từ (3) và (4) \( \Rightarrow \dfrac{{MI}}{{AC}} = \dfrac{{NI}}{{AC}} \Leftrightarrow MI = NI\).
Vậy \(I\) là trung điểm của \(MN\) (đpcm).