a) Chứng minh tam giác ADC = tam giác MDB và BM // AC.
Chứng minh tam giác ADC = tam giác MDB:
Xét tam giác ADC và tam giác MDB có:
AD = DM (gt)
DC = DB (D là trung điểm của BC)
∠ADC = ∠MDB (đối đỉnh)
Suy ra tam giác ADC = tam giác MDB (c.g.c).
Chứng minh BM // AC:
Vì tam giác ADC = tam giác MDB nên ∠ACD = ∠MBD.
Mà hai góc này ở vị trí so le trong nên BM // AC.
b) Chứng minh D là trung điểm của KF.
Xét tam giác AFD và tam giác BKD có:
∠AFD = ∠BKD (so le trong)
∠ADF = ∠BDK (đối đỉnh)
AF = BK không đúng nhưng FD là đường thẳng cắt AB và BM, và F là trung điểm AC, D là trung điểm BC nên có thể sử dụng tính chất đường trung bình để chứng minh.
Một cách chứng minh khác:
Vì F là trung điểm của AC và D là trung điểm của BC nên FD // AB.
Xét tam giác MBK có D là trung điểm của BC và FD // BM nên FD đi qua trung điểm của MK.
Do đó D là trung điểm của KF.
c) Chứng minh F, G, I thẳng hàng.
Vì AD là trung tuyến của tam giác ABC và CE là trung tuyến của tam giác ABC nên G là trọng tâm của tam giác ABC.
Suy ra G nằm trên đường thẳng AD và CG = 2/3 * CE.
Xét tam giác ACK có AF = FC và AK cắt CF tại I, và DI // BM // AC.
Để chứng minh F, G, I thẳng hàng, cần chứng minh I nằm trên đường thẳng CF.
Vì D là trung điểm của KF và I là trung điểm của AK nên có thể sử dụng tính chất đường trung bình để chứng minh F, G, I thẳng hàng.
Một cách chứng minh khác:
Vì G là trọng tâm của tam giác ABC nên G nằm trên đường thẳng AD và FG = 2/3 * FD.
Nếu chứng minh được I nằm trên đường thẳng FG thì F, G, I thẳng hàng.