a) Tam giác ABC cân tại A nên AB = AC và góc ABH = góc ACK.
Xét tam giác ABH vuông tại H và tam giác ACK vuông tại K có:
AB = AC
góc BAH chung
Vậy tam giác ABH = tam giác ACK (cạnh huyền - góc nhọn).
Suy ra AH = AK.
Do đó, tam giác AKH cân tại A.
b) Vì tam giác ABH = tam giác ACK nên BH = CK.
Xét tam giác ABI và tam giác ACI có:
AB = AC
AI chung
BH = CK
Vậy tam giác ABI = tam giác ACI (cạnh - cạnh - cạnh).
Suy ra góc BAI = góc CAI, do đó AI là phân giác của góc BAC.
Trong tam giác cân ABC, đường phân giác AI đồng thời là đường trung tuyến. Vậy M là trung điểm của BC.
Xét tam giác BIC có BM = MC và AI là đường trung tuyến.
Vì tam giác ABI = tam giác ACI nên góc AIB = góc AIC.
Xét tam giác BIM và tam giác CIM có:
BI = CI (do tam giác ABI = tam giác ACI)
BM = CM (M là trung điểm BC)
IM chung
Vậy tam giác BIM = tam giác CIM (cạnh - cạnh - cạnh).
Suy ra góc BIM = góc CIM.
Do đó, IM là phân giác của góc BIC.
c) Vì tam giác AKH cân tại A nên góc AKH = (180° - góc KAH) / 2.
Vì tam giác ABC cân tại A nên góc ABC = (180° - góc BAC) / 2.
Mà góc KAH = góc BAC.
Vậy góc AKH = góc ABC.
Hai góc này là hai góc đồng vị bằng nhau nên HK // BC.