a) Tứ giác AMCP có hai đường chéo AC và MP cắt nhau tại trung điểm N của mỗi đường.
Do đó tứ giác AMCP là hình bình hành.
b) Xét ∆MAN và ∆PCN có:
AN = NC (vì N là trung điểm của AC)
\(\widehat {ANM} = \widehat {CNP}\) (hai góc đối đỉnh)
MN = NP (vì N là trung điểm MP)
Do đó ∆MAN = ∆PCN (c.g.c).
Suy ra \(\widehat {MAN} = \widehat {PCN}\) (hai góc tương ứng).
Mà hai góc này ở vị trí so le trong nên suy ra AM // CP nên BM // CP.
Mặt khác, ∆MAN = ∆PCN suy ra AM = CP (hai cạnh tương ứng)
Mà AM = BM (vì M là trung điểm của AB) nên BM = CP.
Tứ giác BMPC có BM // CP và BM = CP nên tứ giác BMCP là hình bình hành.
• Để hình bình hành AMCP là hình chữ nhật thì AC = MP.
Mà BC = MP (vì tứ giác BMCP là hình bình hành).
Do đó AC = BC nên tam giác ABC là tam giác cân tại C.
Vây để hình bình hành AMCP là hình chữ nhật thì tam giác ABC là tam giác cân tại C.
• Để hình bình hành AMCP là hình thoi thì AM = CM hay \(AM = CM = BM = \frac{{AB}}{2}\)
Tam giác ABC có CM là đường trung tuyến ứng với cạnh AB của tam giác ABC.
Mà \(AM = CM = BM = \frac{{AB}}{2}\)
Khi đó tam giác ABC vuông tại C.
Vậy để hình bình hành AMCP là hình thoi thì tam giác ABC vuông tại C.
• Để hình bình hành AMCP là hình vuông thì hình bình hành AMCP là hình chữ nhật có AM = CM.
Do đó, tam giác ABC cân tại C có AM = CM.
Khi đó, tam giác ABC vuông cân tại C.
Vậy để hình bình hành AMCP là hình vuông thì tam giác ABC vuông cân tại C.
