Gọi J là giao điểm của IK và MN
Xét ΔIAB và ΔIMD có
\(\hat{IAB}=\hat{IMD}\) (hai góc so le trong, AB//MD)
\(\hat{AIB}=\hat{MID}\) (hai góc đối đỉnh)
Do đó: ΔIAB~ΔIMD
=>\(\frac{IA}{IM}=\frac{AB}{MD}\)
mà MD=MC
nên \(\frac{IA}{IM}=\frac{AB}{MC}\) (1)
Xét ΔKAB và ΔKCM có
\(\hat{KAB}=\hat{KCM}\) (hai góc so le trong, AB//MC)
\(\hat{AKB}=\hat{CKM}\) (hai góc đối đỉnh)
Do đó: ΔKAB~ΔKCM
=>\(\frac{KB}{KM}=\frac{AB}{MC}\left(2\right)\)
Từ (1),(2) suy ra \(\frac{IA}{IM}=\frac{KB}{KM}\)
Xét ΔMAB có \(\frac{IA}{IM}=\frac{BK}{KM}\)
nên IK//AB
Xét ΔONA và ΔOMC có
\(\hat{ONA}=\hat{OMC}\) (hai góc so le trong, AN//MC)
\(\hat{NOA}=\hat{MOC}\) (hai góc đối đỉnh)
Do đó: ΔONA~ΔOMC
=>\(\frac{AN}{MC}=\frac{ON}{OM}\) (3)
Xét ΔONB và ΔOMD có
\(\hat{ONB}=\hat{OMD}\) (hai góc so le trong, NB//MD)
\(\hat{NOB}=\hat{MOD}\) (hai góc đối đỉnh)
Do đó: ΔONB~ΔOMD
=>\(\frac{ON}{OM}=\frac{NB}{MD}\) (4)
Từ (3),(4) suy ra \(\frac{AN}{MC}=\frac{NB}{MD}\)
mà MC=MD
nên AN=NB
=>N là trung điểm của AB