a) Chứng minh BI = ID:
Xét ΔABI và ΔADI có:
AB = AD (gt)
Góc BAI = góc DAI (AI là phân giác góc BAC)
AI chung
=> ΔABI = ΔADI (c.g.c)
=> BI = ID (hai cạnh tương ứng)
b) Chứng minh ΔIBE = ΔIDC:
Ta có:
Góc BIE = góc CID (đối đỉnh)
BI = ID (cmt)
Góc IBE = góc IDC (do ΔABI = ΔADI)
=> ΔIBE = ΔIDC (g.c.g)
c) Chứng minh BD song song với EC:
Từ ΔIBE = ΔIDC (cmt) suy ra BE = DC.
Xét ΔABE và ΔACD có:
AB = AD (gt)
BE = DC (cmt)
Góc BAE = góc CAD (đối đỉnh)
=> ΔABE = ΔACD (c.g.c)
=> Góc ABE = góc ACD (hai góc tương ứng)
Mà hai góc này ở vị trí so le trong nên BD // EC.
d) Chứng minh nếu góc ABC = 2 . góc ACB thì AB + BI = AC:
Giả thiết: Góc ABC = 2 . góc ACB
Gọi K là giao điểm của BI và AC.
Ta có: góc BAI = góc IAC (AI là phân giác góc BAC)
Mà góc ABC = 2 . góc ACB => góc ABC = góc BAC + góc ACB
=> góc ABC = góc BAI + góc IAC + góc ACB = 2 . góc IAC
=> góc IAC = góc ACB
Xét ΔIAC và ΔABC có:
Góc IAC = góc ACB (cmt)
Góc A chung
=> ΔIAC đồng dạng với ΔABC (g.g)
=> IA/AC = AC/AB
=> AC² = IA . AB
Mà IA = IB + BI
=> AC² = (IB + BI) . AB
=> AC² = IB . AB + BI²
=> AC² - BI² = IB . AB
=> (AC - BI)(AC + BI) = IB . AB
Vì AC > BI nên AC - BI > 0
=> AC + BI = AB
Vậy AB + BI = AC.