a)
Ta có:
AD // BC (giả thiết)
AD = BC (giả thiết)
Một tứ giác có một cặp cạnh đối vừa song song vừa bằng nhau thì tứ giác đó là hình bình hành. Vậy, tứ giác ABDC là hình bình hành.
b)
Ta có:
AH ⊥ BC (giả thiết)
DK ⊥ BC (giả thiết)
Hai đường thẳng cùng vuông góc với một đường thẳng thứ ba thì chúng song song với nhau. Vậy, AH // DK.
c)
Ta có:
AH // DK (chứng minh trên)
AH và DK cùng vuông góc với BC nên AH và DK cùng nằm trên một đường thẳng hoặc AH = DK hoặc AH khác DK.
Xét hai trường hợp:
Trường hợp 1: H trùng K (AH và DK cùng nằm trên một đường thẳng): Khi đó, AH và DK là hai đoạn thẳng trùng nhau, "tứ giác" AHDK suy biến thành một đoạn thẳng. Trường hợp này ít được xét đến trong hình học phẳng.
Trường hợp 2: H khác K:
AH // DK (chứng minh trên) suy ra AHDK là hình thang.
Vì cả AH và DK đều vuông góc với BC, nên góc AHK = góc DKH = 90 độ. Hình thang có hai góc kề một cạnh đáy bằng 90 độ là hình chữ nhật. Vậy tứ giác AHDK là hình chữ nhật.
Nếu AH = DK thì AHDK là hình vuông.