a) Chứng minh AABD = AACD và AD L BC.
Xét hai tam giác AABD và AACD có:
AB = AC (do tam giác ABC cân tại A)
AD là cạnh chung
BAD = CAD (do AD là tia phân giác của BAC)
Suy ra AABD = AACD (c.g.c)
Do đó, góc AAB = góc AAC, chứng tỏ AD vuông góc với BC.
b) Chứng minh G là trọng tâm của AABC và BG = GN.
Ta có: GM = MC (do BM là trung tuyến)
Mà CN // BM (do CN // BC)
Suy ra GC = GN (tính chất đoạn chắn song song)
Lại có: BG = GC + BC = GN + BC
Vậy BG = GN.
c) Chứng minh AGNC cân tại G và tìm điều kiện của AABC để AGNC là tam giác đều.
Xét hai tam giác AGN và CGN có:
AG = CG (do G là trọng tâm của AABC)
GN = GC (cmt)
AN = CN (do CN // BM)
Suy ra AGN = CGN (c.c.c)
Do đó, góc AGN = góc CGN, chứng tỏ AGNC cân tại G.
Để AGNC là tam giác đều thì cần thêm điều kiện:
góc BAN = 60 độ (khi đó góc AGC = góc GNC = 60 độ)
AB = AC (do tam giác ABC cân tại A)
Suy ra AABC là tam giác đều.