Cho ΔABC có ba góc nhọn (AB < AC), nội tiếp đường tròn (O). Kẻ đường cao CE của ΔABC, đường kính AM của (O). Gọi K là chân đường vuông góc kẻ từ điểm C đến đường thẳng AM. a) Chứng minh tứ g

a) Chứng minh tứ giác \(AEKC\) nội tiếp.
Do \[CE\] là đường cao nên của \(\Delta ABC\) nên \[\widehat {CEA} = 90^\circ \]
Vì \(\Delta AEC\) vuông tại \(E\) (vì \[\widehat {CEA} = 90^\circ \]) nên đường tròn ngoại tiếp \(\Delta AEC\) có tâm là trung điểm của \(AC\) và có bán kính bằng \(\frac{1}{2}AC.\)
Do đó ba điểm \(A,\,\,E,\,\,C\) thuộc đường tròn có tâm là trung điểm của \(AC\) và có bán kính bằng \(\frac{1}{2}AC\) \(\left( 1 \right)\)
Vì \(\Delta AKC\) vuông tại \(K\) (vì \[\widehat {CKA} = 90^\circ \]) nên đường tròn ngoại tiếp \(\Delta AKC\) có tâm là trung điểm của \(AC\) và có bán kính bằng \(\frac{1}{2}AC.\)
Do đó ba điểm \(A,\,\,E,\,\,C\) thuộc đường tròn có tâm là trung điểm của \(AC\) và có bán kính bằng \(\frac{1}{2}AC\,\) (2)
Từ \(\left( 1 \right)\) và \(\left( 2 \right)\) suy ra bốn điểm \(A,\,\,E,\,\,K,\,\,C\) cùng thuộc đường tròn.
Vậy tứ giác \(AEKC\) là tứ giác nội tiếp. Suy ra \(\widehat {KAC} = \widehat {KEC}\) (góc nội tiếp chắn ).
b) Chứng minh: \(\widehat {MBC} = \widehat {KEC}\) và \(BM.KC = CM.KE\).
Xét \(\left( O \right)\), có \(AM\) là đường kính nên \(\widehat {ABM} = \widehat {ACM} = 90^\circ \) (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn).
Suy ra \(MB \bot AB\)
Lại có \(CE \bot AB\) suy ra \(MB\,{\rm{//}}\,CE\).
Xét \(\left( O \right)\) có \(\widehat {MBC} = \widehat {MAC}\) (hai góc nội tiếp cùng chắn ).
Lại có \(\widehat {KAC} = \widehat {KEC}\) (cmt) suy ra \(\widehat {MBC} = \widehat {KEC}\) (đpcm).
Ta có \(\widehat {MCK} = \widehat {MAC}\) (cùng phụ \(\widehat {ACK}\)).
\(\widehat {MBC} = \widehat {MAC}\) (góc nội tiếp chắn ).
Suy ra \(\widehat {MCK} = \widehat {MBC}\).
Mà \(\widehat {MBC} = \widehat {ECB}\) (so le trong) nên \(\widehat {MCK} = \widehat {HCB}\).
Suy ra \(\widehat {MCK} + \widehat {KCB} = \widehat {HCB} + \widehat {KCB}\) do đó \(\widehat {MCB} = \widehat {HCK}\).
Xét \(\Delta BMC\) và \(\Delta EKC\) có: \(\widehat {BCM} = \widehat {ECK}\) (cmt); \(\widehat {CBM} = \widehat {MEK}\) (cmt)
Do đó (g.g).
Suy ra \(\frac{{BM}}{{KE}} = \frac{{CM}}{{KC}}\) (cặp cạnh tương ứng) nên \(BM.KC = CM.KE\) (đpcm).
c) Gọi \(I\) là giao điểm của \(EK\) và \(BC\) . Đường cao \(BF\) của \(\Delta ABC\) cắt \(CE\) tại \(H\). Chứng minh \(AH = 2OI\) .
Ta có: \(\widehat {IEC} = \widehat {ICE}\) (cùng bằng \(\widehat {IBM}\)) suy ra \(\Delta IEC\) cân tại \(I,\) suy ra \(IE = IC\).
Mà \(\widehat {IBE} = \widehat {IEB}\) (cùng phụ với hai góc bằng nhau là \(\widehat {IBM}\) và \(\widehat {IEC}\)).
Suy ra \(\Delta IEB\) cân tại \(I\) nên \(IE = IB\), do đó \(IC = IB\).
Xét tứ giác\(BHCM\) có:
\(BH\,{\rm{//}}\,MC\) (cùng vuông góc với \(AC\))
\(CH\,{\rm{//}}\,MB\) (cùng vuông góc với \(AB\))Suy ra tứ giác \(BHCM\) là hình bình hành.
Mà \(IC = IB\) (cmt) suy ra \(IM = IH\).
Xét \(\Delta AHM\) có: \(IM = IH\) (cmt) và \(OM = OA = R\).
Suy ra \(OI\) là đường trung bình ( tc).
Suy ra \(AH = 2OI\) ( đpcm).