Giải:
1. Chứng minh AB = CB:
* Vì tam giác ABC vuông tại A có AH là đường cao nên AH cũng là đường trung tuyến (tính chất đường trung tuyến trong tam giác vuông).
* Suy ra BH = CH.
* Mà HK = HB (giả thiết) nên CH = HK.
* Do đó, H là trung điểm của CK.
* Xét tam giác ACK có AH là đường cao đồng thời là đường trung tuyến nên tam giác ACK cân tại A.
* Vậy AB = AC (hai cạnh bên của tam giác cân ACK).
2. Chứng minh AC // BD:
* Ta có: AH vuông góc với BC (gt) và BD vuông góc với BC (do AD là đường trung trực của BH).
* Suy ra AH // BD.
* Mà AC vuông góc với AB (tam giác ABC vuông tại A) và AH vuông góc với AB (gt).
* Nên AC // AH.
* Từ hai điều trên, suy ra AC // BD (hai đường thẳng cùng song song với một đường thẳng thứ ba).
3. Chứng minh AK vuông góc CD:
* Xét tam giác ADK có AH là đường cao đồng thời là đường trung tuyến nên tam giác ADK cân tại A.
* Suy ra AH cũng là phân giác góc DAK.
* Gọi E là giao điểm của AK và CD.
* Ta có: góc HAK = góc HAD (AH là phân giác góc DAK)
* Mà góc HAK = góc KCE (hai góc so le trong, AH // BD)
* Và góc HAD = góc EDC (hai góc so le trong, AH // BD)
* Suy ra góc KCE = góc EDC.
* Xét tam giác KEC và tam giác DEC có:
* KC = DC (do H là trung điểm của CK)
* Góc KCE = góc EDC (cmt)
* EC chung
* Suy ra tam giác KEC = tam giác DEC (c.g.c)
* Do đó, góc KEA = góc DEA = 90 độ (hai góc tương ứng).
* Vậy AK vuông góc với CD.
Kết luận:
Ta đã chứng minh được:
* AB = CB
* AC // BD
* AK vuông góc CD