a) Gọi S là diện tích tam giác AEF. Ta có:
S = S(AEF) = S(AEB) + S(AFC) = 1212AE.BH.sin(90°) + 1212AF.CH.sin(90°) = 1212AE.BH + 1212AF.CH.
Áp dụng đẳng thức Ptolemy trong tứ giác ABHC ta có:
AB.CH + AC.BH = AH.BC = 10AH.
Do đó, AF.CH + AE.BH = (AF + AE)CH + AE.BH = AC.BH + AB.CH = 10AH.
Vậy S = 1212AE.BH + 1212AF.CH ≤ 121210AH = 5AH.
Đẳng thức xảy ra khi AE = AF, tức là tam giác AEF là tam giác đều. Vậy giá trị lớn nhất của diện tích tam giác AEF là 5AH².
b) Gọi P, Q lần lượt là trung điểm của AB, AC. Ta có IP // AB, IQ // AC, do đó tam giác IPQ là tam giác chia đôi của tam giác ABC. Vậy ta có:
S(IPQ)=12S(ABC)=12×12×BC×AH=14×10×AH=52AH.
Do đó, chu vi tam giác HIK = 2(IP + IQ) = 4IP = 4 52−−√52AH = 210−−√10AH.
Vậy giá trị lớn nhất của chu vi tam giác HIK là 210−−√10AH.