Chứng minh BH // DK:
Suy ra MH ⊥ CD và MK ⊥ AB.
Xét tứ giác BHKD, ta có:
Vậy BH // DK (hai đường thẳng cùng vuông góc với đường thẳng thứ ba).
MH ⊥ AB (gt)
MK ⊥ CD (gt)
AB // CD (chứng minh trên)
∠BHD = 90°
∠DKB = 90°
Chứng minh ∠HMB = ∠DMK:
Ta có:
Mà ∠ABM = ∠CDM (ΔAMB = ΔCMD)
Suy ra ∠HMB = ∠DMK
∠HMB = 90° - ∠ABM
∠DMK = 90° - ∠CDM
Chứng minh ΔMHB = ΔMKD:
Xét ΔMHB và ΔMKD, ta có:
Vậy ΔMHB = ΔMKD (g.c.g)
MB = MD (gt)
∠HMB = ∠DMK (chứng minh trên)
∠MHB = ∠MKD = 90°
Kết luận M là trung điểm HK:
Vì ΔMHB = ΔMKD nên MH = MK và HB = KD.
Xét hai tam giác vuông MHB và MKD có:
MH = MK (chứng minh trên)
MB = MD (gt)
=> ΔMHB = ΔMKD (cạnh huyền - cạnh góc vuông)
=> HB = KD
Xét tam giác vuông MHB và MKD có:
MH = MK (chứng minh trên)
MB = MD (giả thiết)
=> ΔMHB = ΔMKD (cạnh huyền - cạnh góc vuông)
=> HB = KD
Ta có:
MH ⊥ AB, MK ⊥ CD, AB // CD => MH // MK.
Mà MH, MK lại cắt AB, CD tại H, K => H, M, K thẳng hàng.
Vậy MH = MK và H, M, K thẳng hàng nên M là trung điểm của HK.