a.
AD là tia phân giác của góc A (giả thiết), suy ra góc BAD = góc EAD.
AB = AE (giả thiết).
AD là cạnh chung.
Vậy, ΔABD = ΔAED (c.g.c).
b.
Vì ΔABD = ΔAED (chứng minh trên), suy ra BD = ED.
Ta có AF = AC (giả thiết).
Xét ΔBDF và ΔEDC:
BD = ED (chứng minh trên).
Góc BDF = góc EDC (hai góc đối đỉnh).
DF = AF - AB = AC - AE = EC.
Vậy, ΔBDF = ΔEDC (c.g.c).
Từ ΔBDF = ΔEDC, suy ra góc BFD = góc ECD.
Ta có góc BFD + góc DFE = 180° (hai góc kề bù).
Mà góc ECD + góc DEA = 180° (hai góc kề bù).
Mà góc DEA = góc DBA (do ΔABD = ΔAED).
Do đó, góc BFD + góc DFE = góc ECD + góc DEA.
Mà góc BFD = góc ECD (chứng minh trên).
Suy ra góc DFE = góc DEA hay góc DFE = góc DBA.
Xét hai đường thẳng BE và CF cắt đường thẳng EF tại hai điểm E và F, có góc DFE = góc DBA (hay góc DFE = góc ABE). Vì hai góc này ở vị trí so le trong nên BE // CF.
Ta đã chứng minh được BE // CF.
Xét góc ADE và góc ADB là hai góc kề bù nên tổng của chúng bằng 180 độ. Tương tự góc CDE và góc CDB cũng là hai góc kề bù nên tổng của chúng cũng bằng 180 độ. Do đó: góc ADE + góc CDB = 180 độ và góc CDE + góc ADB = 180 độ.
Mà góc ADB = góc ADE (do tam giác ABD = tam giác AED).
Do vậy góc CDE = góc CDB.
Ta có góc ADE + góc EDF + góc FDB = 180 độ.
Mà góc ADE = góc ADB, góc FDB = góc EDC.
Suy ra góc ADB + góc EDC + góc EDF = 180 độ.
Ta lại có góc ADB + góc CDB = 180 độ.
Mà góc EDC = góc FDB.
Suy ra góc EDF = 0 độ.
Vậy ba điểm E, D, F thẳng hàng.