Kẻ OI ⊥ AE, O’K ⊥ AF

Trong đường tròn (O), ta có:

IA = IE = (1/2).AE (đường kính vuông góc với dây cung)

Trong đường tròn (O’), ta có:

KA = KF = (1/2).AF (đường kính vuông góc với dây cung)

Ta có: EF = AE = AF

Suy ra: EF = 2IA = 2AK = 2(IA + AK) = 2IK   (1)

Kẻ O’H ⊥ OI

Khi đó tứ giác IHO’K là hình chữ nhật (có ba góc vuông)

Suy ra: O’H = IK

Trong tam giác OHO’ ta có: O’H ≤ OO’ = 3 (cm)

Suy ra: IK ≤ OO’   (2)

Từ (1) và (2) suy ra: EF ≤ 2OO’ = 6 (cm)

Ta có EF = 6cm khi H và O trùng nhau hay EF // OO’

Vậy EF có độ dài lớn nhất bằng 6cm khi và chỉ khi EF // OO’