a) Chứng minh tứ giác ABDM là hình thoi:
HM = HB (gt) và H là trung điểm của AD (do D đối xứng với A qua H)
Suy ra ABHD là hình bình hành (tứ giác có hai đường chéo cắt nhau tại trung điểm của mỗi đường)
Mà ∠AHB=90o (AH là đường cao)
Nên ABHD là hình chữ nhật
Lại có AB = AD (do ABHD là hình chữ nhật)
Vậy ABDM là hình thoi (hình chữ nhật có hai cạnh kề bằng nhau).
b) Gọi I, K lần lượt là trung điểm của MC và MD. Tứ giác HKDB là hình gì?
HK là đường trung bình của tam giác DMC (vì H, K lần lượt là trung điểm của DM, MC)
Nên HK // DC và HK = 1/2 DC
BD // AC (do ABHD là hình chữ nhật)
Suy ra HK // BD
Tứ giác HKDB có HK // BD và HK = BD (vì BD = AC = 2HK)
Nên HKDB là hình bình hành.
c) Chứng minh ∠IHK=90o:
IK là đường trung bình của tam giác MDC (vì I, K lần lượt là trung điểm của MC, MD)
Nên IK // DC
Mà HK // DC (cmt)
Suy ra HK // IK
Tứ giác HKDI có HK // DI và HI // DK (do HKDB là hình bình hành)
Nên HKDI là hình bình hành
Mà ∠HKD=90o (vì HKDB là hình chữ nhật)
Nên HKDI là hình chữ nhật
Vậy ∠IHK=90o.
d) Tam giác ABC cần có thêm điều kiện gì để tứ giác HKIN là hình chữ nhật:
Để HKIN là hình chữ nhật thì HI vuông góc với KN
Mà HI // DC (cmt)
Nên KN vuông góc với DC
Điều này xảy ra khi và chỉ khi tam giác ABC vuông cân tại A.