Lời giải:
Bài 1:
Kẻ $MH$ vuông góc $d$ tại $H$
Trên tia đối của tia $HM$ lấy điểm $I$ sao cho $HI = HM$
$\Rightarrow I$ cố định
Ta có:
$HI = HM = \dfrac12MI$
$MI\perp d$
$\Rightarrow d$ là đường trung trực của $MI$
Ta lại có: $A\in d$
$\Rightarrow AM = AI$
Do đó:
$AM + AN \Leftrightarrow AI + AN$
Theo bất đẳng thức `3` điểm, ta được:
$AI + AN \geqslant NI$
$\Leftrightarrow AM + AN \geqslant NI$
Dấu $=$ xảy $\Leftrightarrow A$ nằm giữa $N$ và $I$
mà $A\in d$
nên $A$ là giao điểm giữa $NI$ và $d$
Vậy $MA + AN$ ngắn ngắn khi $A$ là giao điểm giữa $NI$ và $d$ với $I$ là điểm đối xứng với $M$ qua $d$
Bài 2:
Theo bất đẳng thức tam giác, ta có:
$BC < AB + AC$
$\Leftrightarrow BC < 5 + 9 = 14\ cm$
Ta lại có: $BC$ là số chính phương
$\Rightarrow BC\in\{1;4;9\}$
Với $BC = 1\ cm$
$\Rightarrow BC + AB =1 +5 = 6 < AC$ (loại)
Với $BC = 4\ cm$
$\Rightarrow BC + AB = 4 + 5 =9 = AC$ (loại)
Với $BC = 9\ cm$
$\Rightarrow \begin{cases}BC + AB = 9 + 5 = 14 > 9 = AC\\BC + AC = 9 +9 = 18 > 5 = AC\end{cases}$ (nhận)
Do đó: $BC= 9\ cm$
$\Rightarrow BC = AC$
$\Rightarrow \triangle ABC$ cân tại $C$