Áp dụng định lý Ceva cho tam giác ABC ta có:
\(\frac{AE}{BE}.\frac{BD}{CD}.\frac{CH}{AH}=1\)
Mà BD = CD nên \(\frac{AE}{BE}=\frac{AH}{CH}\).
Theo tính chất đường phân giác của tam giác ta có:
\(\frac{AE}{BE}=\frac{CA}{CB}\).
Do đó: \(\frac{AH}{CH}=\frac{CA}{CB}\)
\(\Leftrightarrow\frac{AH}{CH}+1=\frac{CA}{CB}+1\)
\(\Leftrightarrow\frac{AC}{CH}=\frac{CA+CB}{BC}\).
Mặt khác ta tính được: \(CH=\frac{CB^2+CA^2-AB^2}{2CA}\).
Do đó: \(\frac{2CA^2}{BC^2+CA^2-AB^2}=\frac{CA+CB}{BC}\).
Theo tỉ lệ thức ta có đpcm.