Xét tam giác DAH và tam giác HAC:
Cả hai tam giác đều vuông tại D (vì HD vuông góc AC) và tại A (ABC vuông tại A).
Góc AHD = góc HCA (cùng phụ với góc HAC).
Vậy tam giác DAH đồng dạng tam giác HAC (g.g).
b) Gọi O là trung điểm của AB, OC cắt AH, HD lần lượt tại K và I. Chứng minh HI = ID.
O là trung điểm AB ⇒ OC là đường trung tuyến của tam giác ABC.
Trong tam giác vuông ABC, đường trung tuyến ứng với cạnh huyền bằng nửa cạnh huyền:
OC = OA = OB ⇒ Tam giác OAC cân tại O ⇒ Góc OAC = góc OCA.
Ta có AH vuông góc BC và HD vuông góc AC ⇒ Tứ giác ADHI có 3 góc vuông ⇒ ADHI là hình chữ nhật ⇒ HI song song AD và HI = AD.
Từ câu a, tam giác DAH đồng dạng tam giác HAC ⇒ AD/AH = AH/AC ⇒ AD = (AH^2)/AC.
Xét tam giác AHK và tam giác OCK:
Góc AHK = góc OCK (cùng phụ góc OAC).
Góc AKH = góc OKC (đối đỉnh).
⇒ Tam giác AHK đồng dạng tam giác OCK (g.g) ⇒ AH/OC = HK/CK.
Mà OC = OA ⇒ AH/OA = HK/CK.
Áp dụng định lý Menelaus cho tam giác AHD với cát tuyến COI:
(CA/CD) * (ID/IH) * (OH/OA) = 1.
Do ADHI là hình chữ nhật ⇒ OH = OA ⇒ ID/IH = CD/CA.
Mặt khác, từ đồng dạng ở câu a, ta có CD/CA = CH/CA (do HD song song AB nên CD/CA = CH/CB).
Kết hợp các tỉ lệ, ta suy ra HI = ID.
Điều phải chứng minh.
c)
Từ câu a, tam giác DAH đồng dạng tam giác HAC ⇒ AD/AH = AH/AC ⇒ AD.AC = AH^2.
Trong tam giác ABC vuông tại A có đường cao AH, ta có hệ thức lượng:
AH^2 = BH.CH.
Vậy AD.AC = BH.CH.
d)
Trong tam giác ABC vuông tại A, đường cao AH, ta có các hệ thức lượng:
AB^2 = BH.BC.
AC^2 = CH.BC.
Lập tỉ số AB^2 / AC^2 = (BH.BC) / (CH.BC) = BH / CH.