a) Chứng minh tam giác AHB bằng tam giác AHC
Xét tam giác AHB và tam giác AHC, ta có:
AB = AC (do tam giác ABC cân tại A)
AH chung
BH = HC (do H là trung điểm của BC)
Theo định lý bằng nhau của tam giác (c.c.c), ta có:
ΔAHB = ΔAHC
b) Chứng minh HM = HN
Xét tam giác AHM và tam giác AHN, ta có:
AH chung
∠HAM = ∠HAN (do ΔAHB = ΔAHC)
∠AMH = ∠ANH = 90°
Theo định lý bằng nhau của tam giác (ch-gn), ta có:
ΔAHM = ΔAHN
⇒ HM = HN
c) Chứng minh MN vuông góc AH
Ta có:
ΔAHM = ΔAHN (đã chứng minh)
∠MAH = ∠NAH
∠AMH = ∠ANH = 90°
⇒ ∠AHM = ∠AHN
Do đó, AH là phân giác của ∠MHN.
Lại có: ΔMHN cân tại H (do HM = HN)
⇒ AH ⊥ MN
d) Chứng minh H cách đều 3 cạnh của tam giác MNE
Ta có:
ΔAHB = ΔAHC (đã chứng minh)
∠ABH = ∠ACH
∠PBM = ∠QCN = 90°
Xét ΔPBM và ΔQCN, ta có:
∠PBM = ∠QCN = 90°
BM = CN (do ΔAHM = ΔAHN)
∠PBM = ∠QCN
Theo định lý bằng nhau của tam giác (g.c.g), ta có:
ΔPBM = ΔQCN
⇒ PM = QN
Lại có: ΔAHM = ΔAHN (đã chứng minh)
⇒ AM = AN
Xét ΔAME và ΔANE, ta có:
AM = AN
AE chung
∠MAE = ∠NAE
Theo định lý bằng nhau của tam giác (c.g.c), ta có:
ΔAME = ΔANE
⇒ ME = NE
Do đó, ΔMNE cân tại E.
Hơn nữa, ta có: AH ⊥ MN (đã chứng minh)
⇒ HE ⊥ MN
Lại có: ΔMHE = ΔNHE (do ME = NE, HE chung, ∠MHE = ∠NHE)
⇒ ∠MEH = ∠NEH
⇒ EH là phân giác của ∠MEN.
Tương tự, ta có: MH là phân giác của ∠EMN.
Do đó, H là giao điểm của các đường phân giác trong ΔMNE.
⇒ H cách đều 3 cạnh của ΔMNE.