a)
Xét tứ giác APMN:MN // AC (gt) và NP // AB (gt)
Mà AB // AC (do tam giác ABC cân tại A)
Suy ra: MN // NP
=> Tứ giác APMN là hình bình hành (dấu hiệu nhận biết hình bình hành)
Mặt khác:AM là đường trung tuyến của tam giác cân ABC nên AM cũng là đường cao.
=> AM vuông góc với BC
Mà NP // AB (gt) và AB vuông góc với AC (tam giác ABC cân)
=> NP vuông góc với AM
=> Hình bình hành APMN có hai đường chéo vuông góc với nhau
Vậy: Tứ giác APMN là hình thoi (dấu hiệu nhận biết hình thoi)
b) Tứ giác AKCM là hình gì? Chứng minh?
Xét tứ giác AKCM:P là trung điểm của MK (gt)
P là trung điểm của AC (do APMN là hình thoi)
=> AKCM là hình bình hành (dấu hiệu nhận biết hình bình hành)
Mà: AC vuông góc với KM (do AM vuông góc với BC, KM // BC)
Vậy: Tứ giác AKCM là hình chữ nhật (dấu hiệu nhận biết hình chữ nhật)
c) Tìm điều kiện của tam giác ABC để tứ giác AKCM là hình vuông?
Để hình chữ nhật AKCM là hình vuông thì AK = KC.
Mà AK = MC (do AKCM là hình chữ nhật)
Nên để AKCM là hình vuông thì MC = AC.
Điều này xảy ra khi và chỉ khi tam giác AMC vuông cân tại C.
Vậy: Để tứ giác AKCM là hình vuông thì tam giác ABC phải là tam giác vuông cân tại A.
d) Chứng minh O là trung điểm của đoạn thẳng BK
Xét tam giác ABK:O là trung điểm của AN (do APMN là hình thoi)
NP // BK (do NP // AB)
Theo định lý Ta-let đảo, ta có: BKON=ABAN
Mà AN = BN (do APMN là hình thoi)
Suy ra: BKON=21
Vậy: O là trung điểm của đoạn thẳng BK.
e) Chứng minh 4 điểm O, P, H, I là các đỉnh của 1 hình thang cân
OH vuông góc với AC (gt)
PI vuông góc với BC (gt)
Mà AC // PI (do NP // AB, PI // AB)
Suy ra: OH // PI
=> OPHI là hình thang
Ta có: OP = OI (do O là trung điểm của BK, P là trung điểm của MK)
Hình thang OPHI có hai đường chéo bằng nhau nên là hình thang cân.