a, I là trung điểm của AB (gt) ⇒ AB là đường kính (I)
K là trung điểm của AC (gt) ⇒ AC là đường kính (K)
Xét (I), đường kính AB có: D ∈ (I) (gt)
⇒ $\widehat{ADB}=90°$ (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn) ⇒ AD ⊥ BC
Xét (K), đường kính AC có: D ∈ (K) (gt)
⇒ $\widehat{ADC}=90°$ (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn)
Có $\widehat{BDC}=\widehat{ADB}+\widehat{ADC}=90°+90°=180°$
⇒ $\widehat{BDC}$ là góc bẹt
⇒ Ba điểm B, C, D là góc bẹt
b, Xét (I), đường kính AB có: F ∈ (I) (gt)
⇒ $\widehat{AFB}=90°$ (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn) Hay $\widehat{BFC}=90°$
⇒ CF ⊥ FB
Xét (K), đường kính AC có: E ∈ (K) (gt)
⇒ $\widehat{AEC}=90°$ (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn) Hay $\widehat{BEC}=90°$
⇒ BE ⊥ EC
Có $\widehat{BFC}=\widehat{BEC}=90°$
⇒ Hai điểm F và E cùng nhìn BC dưới một góc vuông
⇒ Hai điểm F và E cùng thuộc đường tròn đường kính BC
⇒ Bốn điểm F, E, B, C cùng thuộc đường tròn đường kính BC
⇒ Tứ giác BFEC nội tiếp đường tròn đường kính BC
c, Gọi giao điểm của BF và EC là MG
Xét ΔGBC có:
CF ⊥ GB ( CF ⊥ FB )
BE ⊥ GC ( BE ⊥ EC )
CF cắt BE tại A
⇒ A là trực tâm của ΔGBC
⇒ GA ⊥ BC
Mà AD ⊥ BC (cmt)
⇒ GA ≡ AD
⇒ Ba điểm G, A, D thẳng hàng
⇒ Ba đường thẳng AD, BF, CE đồng quy tại G
d, Gọi tâm đường tròn ngoại tiếp ΔAEF là O
Xét tứ giác AEGF có: A, E, G, F ∈ (O)
⇒ Tứ giác AEGF nội tiếp (O)
⇒ $\widehat{HFG}=\widehat{HEG}$ (hai góc nội tiếp chắn $\overparen{HG}$ )
Mà $\widehat{HFG}=\widehat{BFD}$ (hai góc đối đỉnh)
⇒ $\widehat{HEG}=\widehat{BFD}$
Xét (I) có: $\widehat{BFD}=\widehat{BAD}$ (hai góc nội tiếp chắn $\overparen{BD}$ )
Mà $\widehat{HEG}=\widehat{BFD}$ (cmt)
⇒ $\widehat{HEG}=\widehat{BAD}$
Mà $\widehat{GAE}=\widehat{BAD}$ (hai góc đối đỉnh)
⇒ $\widehat{HEG}=\widehat{GAE}$
Xét (O) có:
$\widehat{HEG}=\frac{1}{2}sđ\overparen{HG}$ (góc nội tiếp chắn $\overparen{HG}$)
$\widehat{GAE}=\frac{1}{2}sđ\overparen{GE}$ (góc nội tiếp chắn $\overparen{GE}$)
$\widehat{HEG}=\widehat{GAE}$ (cmt)
⇒ $\overparen{HG}=\overparen{GE}$
⇒ HG = GE
Xét (O) có:
GA là đường kính
GA cắt $\overparen{HE}$
⇒ A là điểm chính giữa $\overparen{HE}$
⇒ $\overparen{HA}=\overparen{AE}$
Xét (O) có:
$\widehat{HGA}=\frac{1}{2}sđ\overparen{HA}$ (góc nội tiếp chắn $\overparen{HA}$)
$\widehat{AGE}=\frac{1}{2}sđ\overparen{AE}$ (góc nội tiếp chắn $\overparen{GE}$)
$\overparen{HA}=\overparen{AE}$ (cmt)
⇒ $\widehat{HGA}=\widehat{AGE}$
Hay $\widehat{HGD}=\widehat{DGE}$
Xét ΔHGD và ΔEGD có:
HG = GE (cmt)
$\widehat{HGD}=\widehat{DGE}$ (cmt)
GD : góc chung
⇒ ΔHGD = ΔEGD (c.g.c)
⇒ HD = ED (các cặp cạnh tương ứng tỉ lệ)