a)
Xét hai tam giác ΔAMB và ΔCMD, ta có:
MA = MC (vì M là trung điểm của AC)
MB = MD (theo giả thiết)
∠AMB = ∠CMD (hai góc đối đỉnh)
Vậy, ΔAMB = ΔCMD (c.g.c)
b)
Vì ΔAMB = ΔCMD (chứng minh trên) nên ∠MAB = ∠MCD (hai góc tương ứng).
Mà hai góc này ở vị trí so le trong.
Vậy, AD // BC
c)
Để chứng minh M là trung điểm của HK, ta cần chứng minh MH = MK.
Kẻ MH vuông góc với AB tại H, MK vuông góc với CD tại K.
Vì AD // BC (chứng minh trên) nên ta có thể suy ra AB // CD. (Vì AB và CD cùng nằm trên đường thẳng chứa AD và BC, mà AD // BC)
Xét hai tam giác vuông ΔMHB và ΔMKD, ta có:
MB = MD (theo giả thiết)
∠MBH = ∠MDK (hai góc so le trong, do AB // CD)
Vậy, ΔMHB = ΔMKD (cạnh huyền - góc nhọn)
Suy ra, MH = MK (hai cạnh tương ứng).
Vì MH = MK và H, K nằm về hai phía của M nên M là trung điểm của HK.