Trường hợp 1: Đường thẳng d song song với BC.

Theo định lý Ta - lét ta có:\(\frac{BE}{EA}=\frac{OD}{OA}\frac{CD}{FA}=\frac{OD}{OA}\)

Suy ra : \(\frac{BE}{AE}+\frac{CF}{AF}=1\Leftrightarrow\frac{OD}{OA}+\frac{OD}{OA}=1\Leftrightarrow2OD=OA\left(1\right)\)

TRƯỜNG HỢP 2 LÀM TƯƠNG TỰ NHA :D

Vì ABCD là hình vuông (giả thiết).

\(\Rightarrow AB=BC=CD=DA\)(tính chất)

Và \(AB//CD\)(tính chất)  \(\Rightarrow AB//DF\).

Và \(AD//CE\)(tính chất) \(\Rightarrow CE//AD\)

\(AB//DF\)(chứng minh trên)

\(\frac{AB}{AE}=\frac{FC}{FE}\)(hệ quả của định lí Ta-lét)

\(\Rightarrow\frac{AD}{AE}=\frac{FC}{FE}\)(vì \(AB=AD\))

\(\Rightarrow\frac{AD^2}{AE^2}=\frac{FC^2}{FE^2}\left(1\right)\)

Vì \(AB//CF\)(giả thiết)

\(\Rightarrow\frac{BE}{CE}=\frac{AE}{FE}\)(hệ quả của định lí Ta-lét) (2)

\(\Rightarrow\frac{BE}{CE+BE}=\frac{AE}{FE+AE}\)(tính chất của tỉ lệ thức)

\(\Rightarrow\frac{BE}{BC}=\frac{AE}{AF}\)\(\Rightarrow\frac{BE}{AD}=\frac{AE}{AF}\)(vì \(AD=BC\))

\(\Rightarrow\frac{AD}{AF}=\frac{BE}{AE}\)(tính chất của tỉ lệ thức)

Từ (2) \(\Rightarrow\frac{BE}{AE}=\frac{CE}{FE}\)(tính chất của tỉ lệ thức)

Do đó \(\frac{AD}{AF}=\frac{CE}{FE}\Rightarrow\frac{AD^2}{AF^2}=\frac{CE^2}{FE^2}\left(3\right)\)

Từ (1) và (3)

\(\Rightarrow\frac{AD^2}{AE^2}+\frac{AD^2}{AF^2}=\frac{FC^2}{FE^2}+\frac{CE^2}{FE^2}\)

\(\Rightarrow AD^2\left(\frac{1}{AE^2}+\frac{1}{AF^2}\right)=\frac{FC^2+CE^2}{FE^2}\)

Vì ABCD là hình vuông (giả thiết)

\(\Rightarrow BC\perp CD\)(tính chất)\(\Rightarrow EC\perp DF\)

Do đó \(\Delta CEF\)vuông tại C.

\(\Rightarrow CE^2+CF^2=EF^2\)(định lí Py-ta-go)

Do đó: \(AD^2\left(\frac{1}{AE^2}+\frac{1}{AF^2}\right)=\frac{FE^2}{FE^2}=1\)

\(\Rightarrow\frac{1}{AE^2}+\frac{1}{AF^2}=\frac{1}{AD^2}\)(điều phải chứng minh).

Dựng điểm H thuộc tia CD sao cho $DH=BE.$.
Ta có $\Delta ABE=\Delta ADH\left(c-g-c\right)\Rightarrow AE=AH$.
Áp dụng hệ thức lượng cho tam giác AHF: \widehat{HAF}=90^o;AD\perp HFHAF=90o;AD⊥HF.
Ta có \dfrac{1}{AH^2}+\dfrac{1}{AF^2}=\dfrac{1}{AD^2}AH21​+AF21​=AD21​ nên \dfrac{1}{AE^2}+\dfrac{1}{AF^2}=\dfrac{1}{AD^2}AE21​+AF21​=AD21​

a: \(\widehat{ADE}+\widehat{EDC}=90^0\)

\(\widehat{KDC}+\widehat{EDC}=90^0\)

Do đó: \(\widehat{ADE}=\widehat{KDC}\)

Xét ΔADE vuông tại A và ΔCDK vuông tại C có

DA=DC

\(\widehat{ADE}=\widehat{KDC}\)

Do đó: ΔADE=ΔCDK

=>DE=DK

Xét ΔDEK có

\(\widehat{EDK}=90^0\)

DE=DK

Do đó: ΔDEK vuông cân tại D

b: Xét ΔDFK vuông tại D có DC là đường cao

nên \(\dfrac{1}{DK^2}+\dfrac{1}{DF^2}=\dfrac{1}{DC^2}\)

=>\(\dfrac{1}{DE^2}+\dfrac{1}{DF^2}=\dfrac{1}{DC^2}\) không đổi

a, Ta có ∆ABE = ∆ADF(g.c.g) => AE = AF

b, Ta có: ∆AKF ~ ∆CAF ( F ^ chung và  F A K ^ = F C A ^ = 45 0 )

=> A F H F = C F A F =>  A F 2 = K F . C F

c, S A E F = 93 2 c m 2

d, Ta có: AE.AJ=AF.AJ=AD.FJ

=>  A E . A J F J = AD không đổi