a/ $D,B,C∈(O)$
$→ΔDBC$ nội tiếp đường tròn $(O)$
mà $BC$ là đường kính đường tròn $(O)$
$→ΔDBC$ vuông tại $D$
$→BD⊥DC$ hay $BD⊥AC$
$→BD$ là đường cao $AC$
$C,E,B∈(O)$
$→ΔCEB$ nội tiếp đường tròn $(O)$
mà $BC$ là đường kính đường tròn $(O)$
$→ΔCEB$ vuông tại $E$
$→CE⊥EB$ hay $CE⊥AB$
$→CE$ là đường cao $AB$
Xét $ΔABC$:
$BD,CE$ là đường cao $AC,AB$
mà $BD∩CE≡H$
$→H$ là trực tâm $ΔABC$
$→AH$ hay $AF$ là đường cao $BC$ hay $AF⊥BC$
Xét $HEA$ và $ΔHFC$:
$\widehat{HEA}=\widehat{HFC}(=90^\circ)$
$\widehat{EHA}=\widehat{FHC}$ (đối đỉnh)
$→ΔHEA\backsim ΔHFC(g-g)$
$→\dfrac{HE}{HA}=\dfrac{HF}{HC}$
$↔\dfrac{HE}{HF}=\dfrac{HA}{HC}$
Xét $ΔHFE$ và $ΔHCA$:
$\dfrac{HE}{HF}=\dfrac{HA}{HC}(cmt)$
$\widehat{FHE}=\widehat{CHA}$ (đối đỉnh)
$→ΔHFE\backsim ΔHCA(c-g-c)$
$→\widehat{HEF}=\widehat{HAC}$ hay $\widehat{HEF}=\widehat{FAC}$
Ta có: $\widehat{FAC},\widehat{DBC}$ cùng phụ $\widehat C$
$→\widehat{FAC}=\widehat{DBC}$ hay $\widehat{HEF}=\widehat{DBC}$
$→\widehat{HEF}=\widehat{HBF}$
b/ Xét $ΔBFA$ và $ΔBEC$:
$\widehat B:chung$
$\widehat{BFA}=\widehat{BEC}(=90^\circ)$
$→ΔBFA\backsim ΔBEC(g-g)$
$→\dfrac{BF}{BA}=\dfrac{BE}{BC}$
$↔\dfrac{BF}{BE}=\dfrac{BA}{BC}$
Xét $ΔBEF$ và $ΔBCA$:
$\dfrac{BF}{BE}=\dfrac{BA}{BC}(cmt)$
$\widehat B:chung$
$→ΔBEF\backsim ΔBCA(c-g-c)$
$→\widehat{BEF}=\widehat{BCA}$ (1)
Xét $ΔADB$ và $ΔAEC$:
$\widehat A:chung$
$\widehat{ADB}=\widehat{AEC}(=90^\circ)$
$→ΔADB\backsim ΔAEC(g-g)$
$→\dfrac{AD}{AB}=\dfrac{AE}{AC}$
$↔\dfrac{AD}{AE}=\dfrac{AB}{AC}$
Xét $ΔAED$ và $ΔACB$:
$\dfrac{AD}{AE}=\dfrac{AB}{AC}(cmt)$
$\widehat A:chung$
$→ΔAED\backsim ΔACB(c-g-c)$
$→\widehat{AED}=\widehat{ACB}$ (2)
(1)(2) $→\widehat{BEF}=\widehat{AED}$
mà $\widehat{BEF}+\widehat{FEH}=\widehat{AED}+\widehat{DEH}=90^\circ$
$→\widehat{FEH}=\widehat{DEH}$ hay $\widehat{FEC}=\widehat{HED}$
Ta có: $\widehat{EDB},\widehat{ECB}$ là hai góc nội tiếp chắn cung $EB$ nhỏ
$→\widehat{EDB}=\widehat{ECB}$ hay $\widehat{HDE}=\widehat{FCE}$
Xét $ΔHED$ và $ΔFEC$:
$\widehat{HED}=\widehat{FEC}(cmt)$
$\widehat{HDE}=\widehat{FCE}(cmt)$
$→ΔHED\backsim ΔFEC(g-g)$
$→\dfrac{ED}{EH}=\dfrac{EC}{EF}$
$↔ED.EF=EH.EC$
c/ Xét $ΔCJD$ và $ΔCDB$:
$\widehat C:chung$
$\widehat{CJD}=\widehat{CDB}(=90^\circ)$
$→ΔCJD\backsim ΔCDB(g-g)$
$→\dfrac{CJ}{CD}=\dfrac{CD}{CB}$
$↔CD^2=CJ.CB$
Xét $ΔCJI$ và $ΔCEB$:
$\widehat C:chung$
$\widehat{CJI}=\widehat{CEB}(=90^\circ)$
$→ΔCJI\backsim ΔCEB(g-g)$
$→\dfrac{CJ}{CI}=\dfrac{CE}{CB}$
$↔CJ.CB=CI.CE$ mà $CJ.CB=CD^2$
$→CD^2=CJ.CB=CI.CE$
Kẻ đường cao $EG$ ứng $BC$
$→EG⊥BC$ mà $JM⊥BC(DM⊥BC≡J)$
$→EG//JM$
$→\widehat{FEG}=\widehat{FMJ}$ (so le trong)
Xét $ΔFEG$ và $ΔFMJ$:
$\widehat{FEG}=\widehat{FMJ}(cmt)$
$\widehat{FGE}=\widehat{FJM}(=90^\circ)$
$→ΔFEG\backsim ΔFMJ(g-g)$
$→\widehat{EFG}=\widehat{MFJ}$ hay $\widehat{EFB}=\widehat{CFM}$
mà 2 góc ở vị trí đối đỉnh
$→E,F,M$ thẳng hàng