Ta có:
BE, CF là đường cao của tam giác ABC nên BE vuông góc với AC, CF vuông góc với AB.
BG // FE (theo giả thiết).
I là trung điểm của BG.
EI cắt BC tại D.
Tứ giác BFEC:
Ta có: ∠BFC = ∠BEC = 90 độ (vì BE, CF là đường cao).
Suy ra: Tứ giác BFEC nội tiếp đường tròn đường kính BC.
Do đó, ∠BFE = ∠BCE (cùng chắn cung BE).
Các góc bằng nhau:
Vì BG // FE nên ∠BGF = ∠EFC.
Mà ∠EFC = ∠BCE (chứng minh trên).
Suy ra: ∠BGF = ∠BCE.
Tam giác BDG:
Ta có: ∠BDG = ∠BGF + ∠FBG (góc ngoài của tam giác).
Mà ∠BGF = ∠BCE (chứng minh trên).
Suy ra: ∠BDG = ∠BCE + ∠FBG.
Tam giác BIC:
Ta có: ∠BIC = 180 độ - ∠IBC - ∠ICB.
Mà ∠IBC = ∠FBG và ∠ICB = ∠BCE.
Suy ra: ∠BIC = 180 độ - ∠FBG - ∠BCE.
So sánh góc BDG và góc BIC:
Từ các kết quả trên, ta có: ∠BDG + ∠BIC = 180 độ.
Điều này chứng tỏ: BD vuông góc với IC.
:Vì BD vuông góc với IC mà I nằm trên EI nên AD vuông góc với BC.
Vậy ta đã chứng minh được AD vuông góc với BC.