Gọi M là trung điểm của cạnh BC
O là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC hay O là giao điểm của 3 đường trung trực của tam giác ABC.
\(\Rightarrow OA=OC\)
Trên tia đối của OA lấy D sao cho OA = OD.
Lúc đó thì OC = OD = OA
\(\Rightarrow\Delta ACD\)vuông tại C ( do có đường trung tuyến bằng nửa cạnh huyền)
\(\Rightarrow DC\perp AC\).Kết hợp với \(BH\perp AC\left(gt\right)\Rightarrow BH//CD\)
Tương tự ta có: \(BD//HC\)
Xét \(\Delta BHC\)và \(\Delta CDB\)có:
\(\widehat{HBC}=\widehat{DCB}\)(\(BH//CD,slt\))
BC: cạnh chung
\(\widehat{HCB}=\widehat{DBC}\)(\(BD//HC,slt\))
Do đó \(\Delta BHC\)\(=\Delta CDB\left(g-c-g\right)\)
\(\Rightarrow BH=CD\)(hai cạnh tương ứng)
Xét \(\Delta BHM\)và \(\Delta CDM\)có:
BM = CM (gt)
\(\widehat{HBM}=\widehat{DCM}\left(BH//CD,slt\right)\)
BH = CD (cmt)
Do đó \(\Delta BHM\)\(=\Delta CDM\left(c-g-c\right)\)
\(\Rightarrow\widehat{BMH}=\widehat{CMD}\)(hai góc tương ứng) và HM = DM (hai cạnh tương ứng)
Mà \(\widehat{BMD}+\widehat{CMD}=180^0\)(kề bù)
\(\Rightarrow\widehat{BMD}+\widehat{BMH}=180^0\Rightarrow\widehat{HMD}=180^0\)
Lúc đó thì H,M,D thẳng hàng.
Tam giác ABC có AM là trung tuyến và G là trọng tâm nên \(AG=\frac{2}{3}AM\)
\(\Rightarrow\)Tam giác AHD cũng có AM là trung tuyến và \(AG=\frac{2}{3}AM\)
\(\Rightarrow G\)là trọng tâm của tam giác AHD
Lại có HO cũng là tung tuyến của tam giác AHD nên HO đi qua G
Vậy H,O,G thẳng hàng (đpcm)
