a) Chứng minh tam giác MNK = tam giác ENK:
Để chứng minh hai tam giác bằng nhau, ta cần tìm ra ba yếu tố bằng nhau giữa hai tam giác đó. Trong trường hợp này, ta có:
MN = NE (theo giả thiết)
MK = EK (vì K là trung điểm của ME)
NK là cạnh chung
Vậy, theo trường hợp cạnh-cạnh-cạnh (c-c-c), ta có:
Tam giác MNK = Tam giác ENK (đpcm)
b)
Để chứng minh IE vuông góc với NP, ta cần chứng minh góc NIE hoặc góc PIE bằng 90 độ. Ta sẽ sử dụng kết quả từ câu a) và một số tính chất khác.
Từ câu a), tam giác MNK = tam giác ENK, suy ra góc MNK = góc ENK (hai góc tương ứng). Gọi góc này là x.
Vì tam giác MNP vuông tại M, nên góc MNP + góc MPN = 90 độ.
Xét tam giác vuông MNK: góc MNK + góc MKN = 90 độ hay x + góc MKN = 90 độ.
Vì MN = NE nên tam giác MNE cân tại N. Suy ra góc NME = góc NEM.
Xét tam giác MNE: góc MNE + góc NEM + góc EMN = 180 độ. Mà góc NME = góc NEM nên 2góc NEM + góc MNE = 180 độ. Mà góc MNE chính là góc MNK + góc KNE = 2x. Vậy 2góc NEM + 2x = 180 độ, suy ra góc NEM + x = 90 độ.
Ta đã có góc MKN = 90 - x. Mà góc IKE đối đỉnh với góc MKN nên góc IKE = 90 - x.
Xét tam giác IKE: góc IKE + góc KEI + góc EIK = 180 độ. Hay (90-x) + góc KEI + góc EIK = 180 độ.
Ta lại có góc NEM = góc KEI. Mà góc NEM + x = 90 độ, suy ra góc KEI = 90 - x. Thay vào phương trình trên ta có: (90-x) + (90-x) + góc EIK = 180 độ. Suy ra 180 - 2x + góc EIK = 180 độ. Vậy góc EIK = 2x.
Ta có góc NIE = góc MNK + góc NEM = x + (90 - x) = 90 độ. (Đây là góc ngoài của tam giác NME tại đỉnh N).
Vậy, IE vuông góc với NP (đpcm).