a) Ta có:
$AB,\, AC$ là tiếp tuyến của $(O)$ tại $B,\, C\quad (gt)$
$\Rightarrow \begin{cases}OB\perp AB\\OC\perp AC\\AB = AC\end{cases}$
Ta lại có: $OB = OC = R$
$\Rightarrow OA$ là trung trực của $BC$
$\Rightarrow OA\perp BC$
Bên cạnh đó: $OA\cap BC = \{H\}$
Do đó: $HB = HC$
Xét tứ giác $ABOC$ có:
$\widehat{OBA} = \widehat{OCA} =90^\circ$
$\Rightarrow \widehat{OBA} + \widehat{OCA} =180^\circ$
$\Rightarrow ABOC$ là tứ giác nội tiếp
$\Rightarrow A,B,C,O$ cùng thuộc một đường tròn
b) Áp dụng hệ thức lượng trong $ΔACO$ vuông tại $C$ đường cao $CH$ ta được:
$AC^2 = AH.AO\qquad (1)$
Xét $ΔACQ$ và $ΔAKC$ có:
$\widehat{A}:$ góc chung
$\widehat{ACQ} = \widehat{AKC}$ (cùng chắn $\mathop{QC}\limits^{\displaystyle\frown}$)
Do đó $ΔACQ \sim ΔAKC\, (g.g)$
$\Rightarrow \dfrac{AC}{AK} = \dfrac{AQ}{AC}$
$\Rightarrow AC^2 = AQ.AK\quad (2)$
$(1)(2)\Rightarrow AH.AO = AQ.AK$
c) Ta có:
$\widehat{BQK} = \widehat{BCK} =90^\circ$ (cùng nhìn đường kính $BK$)
$\Rightarrow BQCK$ là tứ giác nội tiếp
$\Rightarrow \widehat{BKC} = \widehat{CQI}$
Ta lại có: $\widehat{BKC} = \widehat{CBL}$ (cùng phụ $\widehat{CBK}$)
$\Rightarrow \widehat{CQI} = \widehat{CBL}\quad (3)$
Xét tứ giác $CMQI$ có:
$\widehat{MCI} = \widehat{MQI} = 90^\circ\quad (\widehat{BQK} = \widehat{BCK} =90^\circ)
$\Rightarrow \widehat{MCI} + \widehat{MQI} = 180^\circ$
$\Rightarrow CMQI$ là tứ giác nội tiếp
$\Rightarrow \widehat{CQI} = \widehat{CMI}\qquad (4)$
$(3)(4)\Rightarrow \widehat{CMI} = \widehat{CBL}$
$\Rightarrow MI//BL$
Xét $ΔBCL$ vuông tại $C$ có:
$\widehat{CLB} + \widehat{CBL} = 90^\circ$
mà $\widehat{CBL} = \widehat{CBA} = \widehat{ACB}\quad (ΔABC$ cân tại $A)$
nên $\widehat{CLB} + \widehat{ACB} = 90^\circ$
Lại có: $\widehat{ACB} + \widehat{ACL} = \widehat{BCL} = 90^\circ$
Do đó $\widehat{ACL} = \widehat{CLB}$ (cùng phụ $\widehat{ACB}$)
$\Rightarrow ΔACL$ cân tại $A$
$\Rightarrow AC = AL$
mà $AB = AC$
nên $AB = AC = AL$
$\Rightarrow A$ là trung điểm $BL$