a) +) Chứng minh ΔΔDAC = ΔΔBAE
Thật vậy: Ta có: AD = AB ( ΔΔDAB đều )
^DAB = ^CAE ( = 60oo; ΔΔDAB đều ; ΔΔCAE đều ) => ^DAC = ^BAE
CA = AE ( ΔΔCAE đều )
Từ 3 điều trên => ΔΔDAC = ΔΔBAE ( c.g.c) (1)
=> ^ABE = ^ADC (2)
+) Xét ΔΔKAD và ΔΔKIB có: ^DKA = ^BKI ( đối đỉnh )
^KDA = ^KBI( theo ( 2) )
mà ^DKA + ^KDA + ^KAD= ^BKI + ^KBI + ^KIB = 180oo
=> ^KIB = ^KAD = ^BAD= 60oo
=> ^DIB = 60oo
b) Từ (1) => DC = BE mà M là trung điểm DC; N là trung điểm BE
=> DM = BN (3)
+) Xét ΔΔBAN và ΔΔDAM
có: BN = DM ( theo (3)
^ABN = ^ADM ( theo (2)
AB = AD ( ΔΔADB đều )
=> ΔΔBAN = ΔΔDAM (4)
=> AN = AM => ΔΔAMN cân tại A (5)
+) Từ (4) => ^BAN = ^DAM => ^BAM + ^MAN = ^DAB + ^BAM
=> ^MAN = ^DAB = 60oo(6)
Từ (5); (6) => ΔΔAMN đều
c) +) Trên tia đối tia MI lấy điểm F sao cho FI = IB => ΔΔFIB cân tại I
mà ^BIF = ^BID = 60oo( theo (a))
=> ΔΔFIB đều (7)
=> ^DBA = ^FBI( =60oo)
=> ^DBF + ^FBA = ^FBA + ^ABI
=> ^DBF = ^ABI
Lại có: BI = BF ( theo (7) ) và BA = BD ( ΔΔBAD đều )
Từ (3) điều trên => ΔΔDFB = ΔΔAIB => ^AIB = ^DFB = 180oo- ^BFI = 180oo-60oo=120oo
+) Mặt khác ^BID = 60 oo( theo (a) )
=> ^DIE = 180oo- ^BID = 120 oovà ^DIA = ^AIB - ^BID = 120oo-60oo=60oo
=> ^AIE = ^DIE - ^DIA = 120oo-60oo=60oo
=> ^DIA = ^AIE ( = 60oo)
=> IA là phân giác ^DIE.