\(AE=2EB\Rightarrow\dfrac{AE}{EB}=2\)
\(BF=2FC\Rightarrow\dfrac{BF}{FC}=2\)
\(CG=2DG\Rightarrow\dfrac{DG}{GC}=\dfrac{1}{2}\)
Trong mp (ABC), nối EF kéo dài cắt AC tại P
Trong mp (ACD), nối PG kéo dài cắt AD tại Q
\(\Rightarrow QG=\left(EFG\right)\cap\left(ACD\right)\)
Áp dụng định lý Menelaus cho tam giác ABC:
\(\dfrac{AE}{EB}.\dfrac{BF}{FC}.\dfrac{CP}{PA}=1\Leftrightarrow2.2.\dfrac{CP}{PA}=1\)
\(\Rightarrow\dfrac{CP}{PA}=\dfrac{1}{4}\)
Áp dụng định lý Menelaus cho tam giác ACD:
\(\dfrac{CP}{PA}.\dfrac{AQ}{QD}.\dfrac{DG}{GC}=1\Leftrightarrow\dfrac{1}{4}.\dfrac{AQ}{QD}.\dfrac{1}{2}=1\)
\(\Rightarrow8QD=AQ=AD-QD\)
\(\Rightarrow QD=\dfrac{1}{9}AD=\dfrac{10}{9}\)
\(CG=2GD\Rightarrow DG=\dfrac{1}{3}DC=\dfrac{10}{3}\)
\(AD=CD=AC=10\Rightarrow\Delta ACD\) đều
\(\Rightarrow\widehat{QDG}=60^0\)
Áp dụng định lý hàm cos cho tam giác DQG:
\(QG=\sqrt{DQ^2+DG^2-2DQ.DG.cos\widehat{QDG}}=\dfrac{10\sqrt{7}}{9}\)