Ta có: ΔABC đều, D ∈ AB, DE⊥AB, E ∈ BC
=> ΔBDE có các góc với số đo lần lượt là: 300
; 600
; 900
 => BD=1/2BE
Mà BD=1/3BA => BD=1/2AD => AD=BE => AB-AD=BC-BE (Do AB=BC)
=> BD=CE. 
Xét ΔBDE và ΔCEF: ^BDE=^CEF=900
; BD=CE; ^DBE=^ECF=600
=> ΔBDE=ΔCEF (g.c.g) => BE=CF => BC-BE=AC-CF => CE=AF=BD
Xét ΔBDE và ΔAFD: BE=AD; ^DBE=^FAD=600
; BD=AF => ΔBDE=ΔAFD (c.g.c)
=> ^BDE=^AFD=900
 =>DF⊥AC (đpcm).
b) Ta có: ΔBDE=ΔCEF=ΔAFD (cmt) => DE=EF=FD (các cạnh tương ứng)
=> Δ DEF đều (đpcm).
c) Δ DEF đều (cmt) => DE=EF=FD. Mà DF=FM=EN=DP => DF+FN=FE+EN=DE+DP <=> DM=FN=EP
Lại có: ^DEF=^DFE=^EDF=600=> ^PDM=^MFN=^NEP=1200
 (Kề bù)
=> ΔPDM=ΔMFN=ΔNEP (c.g.c) => PM=MN=NP => ΔMNP là tam giác đều.
d) Gọi AH; BI; CK lần lượt là các trung tuyến của  ΔABC, chúng cắt nhau tại O.
=> O là trọng tâm ΔABC (1)
Do ΔABC đều nên AH;BI;BK cũng là phân giác trong của tam giác => ^OAF=^OBD=^OCE=300
Đồng thời là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác => OA=OB=OC
Xét 3 tam giác: ΔOAF; ΔOBD và ΔOCE:
AF=BD=CE
^OAF=^OBD=^OCE      => ΔOAF=ΔOBD=ΔOCE (c.g.c)
OA=OB=OC
=> OF=OD=OE => O là giao 3 đường trung trực  Δ DEF hay O là trọng tâm Δ DEF (2)
(Do tam giác DEF đề )
/

(Do tam giác DEF đều)
Dễ dàng c/m ^OFD=^OEF=^ODE=300
 => ^OFM=^OEN=^ODP (Kề bù)
Xét 3 tam giác: ΔODP; ΔOEN; ΔOFM:
OD=OE=OF
^ODP=^OEN=^OFM          => ΔODP=ΔOEN=ΔOFM (c.g.c)
OD=OE=OF (Tự c/m)
=> OP=ON=OM (Các cạnh tương ứng) => O là giao 3 đường trung trực của  ΔMNP
hay O là trọng tâm ΔMNP (3)
Từ (1); (2) và (3) => ΔABC; Δ DEF và ΔMNP có chung trọng tâm (đpcm).

Gọi M là trung điểm BC ; N là điểm đối xứng với H qua M.

M là trung điểm của BC và HN nên BNCH là hình bình hành

\(\Rightarrow NC//BH\)

Mà \(BH\perp AC\Rightarrow NC\perp AC\)hay AN là đường kính của đường tròn ( O ) 

Dễ thấy OM là đường trung bình \(\Delta AHN\) suy ra \(OM=\frac{1}{2}AH\)

M là trung điểm BC nên OM \(\perp\)BC

Xét \(\Delta AHG\)và \(\Delta OGM\)có :

\(\widehat{HAG}=\widehat{GMO}\); \(\frac{GM}{GA}=\frac{OM}{HA}=\frac{1}{2}\)

\(\Rightarrow\Delta AGH~\Delta MOG\left(c.g.c\right)\Rightarrow\widehat{AGH}=\widehat{MGO}\)hay H,G,O thẳng hàng

gọi E,F,T lần lượt là trung điểm của AB,CD,BD

Đường thẳng ME cắt NF tại S

Vì AC = BD \(\Rightarrow EQFP\)là hình thoi \(\Rightarrow EF\perp PQ\)( 1 )

Xét \(\Delta TPQ\)và \(\Delta SEF\)có : \(ME\perp AB,TP//AB\)

Tương tự , \(NF\perp CD;\)\(TQ//CD\)

\(\Rightarrow\Delta TPQ~\Delta SEF\)( Góc có cạnh tương ứng vuông góc )

\(\Rightarrow\frac{SE}{SF}=\frac{TP}{TQ}=\frac{AB}{CD}\)

Mặt khác : \(\Delta MAB~\Delta NCD\Rightarrow\frac{AB}{CD}=\frac{ME}{NF}\)( tỉ số đường cao = tỉ số đồng dạng )

Suy ra : \(\frac{ME}{NF}=\frac{SE}{SF}\)\(\Rightarrow EF//MN\)( 2 )

Từ ( 1 ) và ( 2 ) suy ra \(MN\perp PQ\)

Bài 4:

Bạn vẽ hình lên đi, rồi mình giải cho

Bạn kham khảo bài của bạn vũ tiền châu tại link:

Câu hỏi của Nhóc vậy - Toán lớp 9 - Học toán với OnlineMath

Gọi AJ là đường trung tuyến của \(\Delta\)ABC. Lấy H là trung điểm của AJ. Trên AC lấy điểm G sao cho ^GBC = ^GCB (tức là \(\Delta\)BGC cân tại G) và gọi K là trung điểm của BG. Dễ thấy KH cố định. Ta sẽ chứng minh điểm I thuộc đường thẳng HK (đường thẳng d)

Thật vậy: Nối I và K với H.

Xét \(\Delta\)BGC cân tại G có: J là trung điểm BC (cmt) => GJ vuông góc BC hay GJ vuông góc BJ

=> \(\Delta\)BGJ vuông tại J. Có K là trung điểm cạnh huyền BG => JK = 1/2.BG (1)

Xét \(\Delta\)ABG: Vuông ở A có trung tuyến AK => AK = 1/2.BG                          (2)

Từ (1) và (2) => AK = JK => Điểm  K thuộc đường trung trực của AJ    (*)

Dễ thấy FJ là đường trung bình \(\Delta\)BCN => FJ // BN               (3)

 Lại có: EJ là đường trung bình \(\Delta\)MCB => EJ // CM               (4)

Xét \(\Delta\)BCN có: ND vuông góc BC; BA vuông góc CN và ND giao BA ở M => M là trực tâm \(\Delta\)BCN

=> CM vuông góc với BN                                                             (5) 

Từ (3); (4) và (5) => EJ vuông góc với FJ => \(\Delta\)EFJ vuông tại J 

Xét \(\Delta\)EFJ: Vuông tại J; có JI là đường trung tuyến => JI = EF/2

Do \(\Delta\)EAF vuông tại A; I là trung điểm EF => AI = EF/2

Từ đó: JI = AI => Điểm I thuộc trung trực của AJ      (**)

Từ (*) và (**) => I và K cùng thuộc trung trực của AJ. Mà H là trung điểm AJ

Nên 3 điểm H;I;K cùng thuộc 1 đường thẳng => Điểm I thuộc đường thẳng HK cố định (đpcm).