a) Xét $∆AMB$ và $∆CND$ có:
$BM = DN \quad (gt)$
$AB = CD \quad (gt)$
$\widehat{ABM}=\widehat{CDN}$ (so le trong)
Do đó: $∆AMB=∆CND\, (c.g.c)$
b) Ta có $AC$ cắt $BD$ tại $O$
$\Rightarrow OA = OC;\, OB = OD$
mà $BM = DN$
nên $OB - BM = OD - DN$
hay $OM = ON$
Xét $∆AMO$ và $∆CNO$ có:
$OM = ON\quad (cmt)$
$OA= OC\quad (cmt)$
$AM = CN\quad (∆AMB=∆CND)$
Do đó $AMO=∆CNO\, (c.c.c)$
$\Rightarrow \widehat{MAO}=\widehat{NCO}$
$\Rightarrow AM//CN$
mà $AM=CN$
nên $AMCN$ là hình bình hành
c) Xét $∆ABC$ có:
$BO$ là trung tuyến $(OA = OC)$
$BM = \dfrac{1}{3}BD =\dfrac{2}{3}BO$
$\Rightarrow M$ là trọng tâm $∆ABC$
$\Rightarrow AM = 2MI$
d) Xét tứ giác $AICK$ có:
$AI//CK\quad (AM//CN)$
$AK//CI\quad (AD//BC)$
Do đó $AICK$ là hình bình hành
Ta lại có $O$ là trung điểm đường chéo $AC$
$\Rightarrow O$ là trung điểm đường chéo $IK$
$\Rightarrow I,K$ đối xứng nhau qua $O$