Cho đường tròn ( O ; R ) và dây BC < 2R . Trên cung lớn BC lấy điểm A sao cho AB < AC . Các đường cao AD và BF của tam giác ABC cắt nhau tại I .

1) Gọi \[M\]là trung điểm \[AB\]
Ta có: \[AD\] đường cao của tam giác \[ABC\]
\[ \Rightarrow AD \bot BC\]
\[ \Rightarrow \widehat {ADB} = {90^0}\]
\[\Delta ABD\] vuông tại \[D\] có \[DM\] là đường trung tuyến ứng với cạnh huyền
\[ \Rightarrow DM = MA = MB = \frac{1}{2}AB\]
\( \Rightarrow A,\,B,\,D\) nằm trên đường tròn đường kính \(AB\).
Có: \[BF\] là đường cao của tam giác \[ABC\]
\( \Rightarrow BF \bot AC\)
\( \Rightarrow \widehat {BFA} = 90^\circ \)
\[\Delta ABF\] vuông tại \[F\] có \[FM\]là đường trung tuyến ứng với cạnh huyền
\[ \Rightarrow FM = MA = MB = \frac{1}{2}AB\]
\( \Rightarrow B,\,F,\,A\) nằm trên đường tròn đường kính \(AB\)
\( \Rightarrow \) các điểm \[A,B,D,F,A\] cùng thuộc đường tròn đường kính \(AB\)
Þ Tứ giác \[ABDF\] nội tiếp đường tròn đường kính\[AB\], hay tâm đường tròn là trung điểm \[AB\]
2) Xét \(\Delta ADC\) và \(\Delta BFC\) có:
\(\left. \begin{array}{l}\widehat {ADC} = \widehat {BFC} = 90^\circ \\\widehat {ACB}\,chung\end{array} \right\} \Rightarrow \Delta ADC\,\, \sim \,\,BFC\) (g.g)
\( \Rightarrow \frac{{CD}}{{CF}} = \frac{{CA}}{{CB}} \Rightarrow CD.CB = CF.CA\)
3) *) Ta có: \(BF \bot AC\) (gt);
\(KA \bot AC\) (do \[\widehat {KAC}\]nội tiếp chắn nửa đường tròn \(\left( O \right)\))
\[ \Rightarrow AK//BF\] \[ \Rightarrow AK\,{\rm{//}}\,BI\] (3)
Tương tự ta có: \(AD \bot BC\) (gt)
\(KB \bot BC\) (do \[\widehat {KBC}\]nội tiếp chắn nửa đường tròn \(\left( O \right)\))
\( \Rightarrow AD\,{\rm{//}}\,KB \Rightarrow AI\,{\rm{//}}\,KB\)
Mà: \(AK\,{\rm{//}}\,BI\) (cmt)
\( \Rightarrow AKBI\) là hình bình hành
*) Vì: \(AKBI\) là hình bình hành \( \Rightarrow AB\) cắt \(KI\) tại trung điểm mỗi đường
Mà \(E\) là trung điểm của \(AB\)
\( \Rightarrow E\) là trung điểm của \(KI\)
\( \Rightarrow \) \(K\,;\,\) \(I\,;\,\) \(E\) thẳng hàng (1)
+) Xét \(\left( O \right)\) có góc \(\widehat {KHC} = 90^\circ \) (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn)
\( \Rightarrow KH \bot CH\)
Gọi J là trung điểm IC
\[\Delta DIC\]vuông tại D có \[DJ\] là đường trung tuyến ứng với cạnh huyền
\[ \Rightarrow JD = JI = JC = \frac{1}{2}IC\]
\[\Delta FIC\] vuông tại F có \[FJ\] là đường trung tuyến ứng với cạnh huyền
\[ \Rightarrow JF = JI = JC = \frac{1}{2}IC\]
\[ \Rightarrow JF = JI = JC = JD\]
Suy ra, \[F,I,C,D\] cùng thuộc đường tròn đường kính \[IC\]
mà \(H\) cùng thuộc đường tròn này.
\( \Rightarrow \)\(IH \bot CH\) mà \(KH \bot CH\) (cmt)
\( \Rightarrow \)\(K\) ;\(I\); \(H\) thẳng hàng (2)
Từ (1) ; (2) :\( \Rightarrow \) \(K\) ;\(E\) ;\(H\) thẳng hàng .
