a) Chứng minh 1 ΔDEM = ΔNEM
Xét ΔDEM và ΔNEM có:
- ED = EN (gt)
- ∠DEM = ∠NEM (EM là tia phân giác góc E)
- EM chung
- Suy ra ΔDEM = ΔNEM (c.g.c)
b) So sánh DM và MF
- Vì ΔDEM = ΔNEM (chứng minh ở câu a), nên DM = NM (hai cạnh tương ứng).
- Xét ΔNMF, ta có: NM < NF + MF (bất đẳng thức tam giác).
- Suy ra DM < NF + MF.
- Ta có: NF = EF - EN = EF - ED.
- Xét ΔDEF vuông tại D, ta có: EF > DF (cạnh huyền lớn hơn cạnh góc vuông).
- Suy ra EF - ED > DF - ED = DM.
- Do đó, DM < NF + MF < DM + MF.
- Suy ra DM < MF.
c) Gọi P, Q lần lượt là trung điểm của DN và IF. Chứng minh ba điểm P, M, Q thẳng hàng.
- Gọi K là giao điểm của DM và EN.
- Vì ΔDEM = ΔNEM (chứng minh ở câu a), nên DK = NK (hai cạnh tương ứng).
- Xét ΔDKN có DK = NK, suy ra ΔDKN cân tại K.
- Vì P là trung điểm của DN, nên KP là đường trung tuyến của ΔDKN.
- Suy ra KP là đường trung trực của DN.
- Do đó, KP ⊥ DN.
- Xét ΔDIF có Q là trung điểm của IF, suy ra MQ là đường trung tuyến của ΔDIF.
- Vì ΔDEM = ΔNEM, nên ∠DME = ∠NME.
- Suy ra M nằm trên đường trung trực của DN.
- Do đó, M nằm trên đường thẳng KP.
- Xét ΔKIF có Q là trung điểm của IF, suy ra KQ là đường trung tuyến của ΔKIF.
- Suy ra KQ đi qua trung điểm của KI.
- Do đó, Q nằm trên đường thẳng KP.
- Vì P, M, Q cùng nằm trên đường thẳng KP, nên ba điểm P, M, Q thẳng hàng.