a) So sánh CE và BC:
Xét tam giác vuông AEC, ta có CE là một cạnh góc vuông và BC là cạnh huyền. Trong một tam giác vuông, cạnh huyền luôn lớn hơn cạnh góc vuông.
Vậy, CE < BC.
b) Chứng minh tam giác ABF = tam giác ACE:
Xét tam giác ABF và tam giác ACE, ta có:
- ∠AFB=∠AEC=90∘ (BF và CE là đường cao)
- AB = AC (tam giác ABC cân tại A)
- ∠BAF=∠CAE (góc chung ∠BAC)
Vậy, △ABF=△ACE (cạnh huyền - góc nhọn).
c) Chứng minh AI vuông góc với BC:
Vì △ABF=△ACE (chứng minh trên), suy ra AF = AE (hai cạnh tương ứng).
Xét tam giác ABI và tam giác ACI:
- AB = AC (tam giác ABC cân tại A)
- AE = AF (chứng minh trên)
- AI là cạnh chung
Vậy, △ABI=△ACI (c-c-c).
Suy ra ∠BAI=∠CAI, do đó AI là đường phân giác của ∠BAC.
Trong tam giác cân ABC, đường phân giác AI xuất phát từ đỉnh cân A đồng thời là đường trung tuyến và đường cao.
Do đó, AI vuông góc với BC.