a) Có: AM = CM = AC/2 (gt); AN = BN = AB/2 (gt)
Mà AC = AB (gt) nên AM = CM = AN = BN
Xét t/g ABM và t/g ACN có:
AB = AC (gt)
A là góc chung
AM = AN (cmt)
Do đó, t/g ABM = t/g ACN (c.g.c) (đpcm)
b) t/g ABC có AB = AC (gt) => t/g ABC cân tại A
=> ABC = ACB ( tính chất t/g cân) (1)
t/g ABM = t/g ACN (câu a)
=> ABM = ACN (2 góc tương ứng) (2)
Từ (1) và (2) => ABC - ABM = ACB - ACN
=> MBC = NCB
=> t/g BOC có góc bằng nhau (cân tại O) (đpcm)
c) Xét t/g ANF và t/g BNC có:
AN = NB (gt)
ANF = BNC ( đối đỉnh)
NF = NC (gt)
Do đó, t/g ANF = t/g BNC (c.g.c)
=> AF = BC (2 cạnh tương ứng)
AFN = BCN (2 góc tương ứng)
Mà AFN và BCN là 2 góc ở vị trí so le trong nên AF // BC (1)
Tương tự như vậy ta cũng có: t/g AME = t/g CMB (c.g.c)
AE = BC và AE // BC (2)
Từ (1) và (2) => AF và AE trùng nhau hay A,E,F thẳng hàng
Lại có: AE = AF = BC
Do đó A là trung điểm của EF (đpcm)
d) t/g AMN có AM = AN (câu a)
=> t/g AMN cân tại A
=> AMN = ANM ( tính chất t/g cân)
=> MAN = 180o - 2.AMN (3)
Ta cũng có: ABC = ACB (câu b)
=> CAB = 180o - 2.ACB (4)
Từ (3) và (4) => AMN = ACB
Mà AMN và ACB là 2 góc ở vị trí đồng vị nên MN // BC
Lại có: EF // BC (câu c) nên MN // BC // EF (đpcm)