T/g BHA vuông tại H có: BAH + ABH = 90o
T/g ABC vuông tại A có: BAH + KAC = 90o
Suy ra ABH = KAC
Xét t/g BHA vuông tại H và t/g AKC vuông tại K có:
AB = AC ( vì t/g ABC cân tại A)
ABH = CAK (cmt)
Do đó, t/g BHA = t/g AKC ( cạnh huyền - góc nhọn)
=> BH = AK (2 cạnh tương ứng)
Có: AM là đường trung tuyến ứng với cạnh huyền của tam giác BAC vuông tại A
=> AM = BC/2 = BM = CM
=> t/g AMC cân tại M
=> MAC = MCA (t/c tam giác cân)
Mà MBA = MCA (do t/g ABC cân tại A)
=> MBA = MAC
Lại có: ABH = CAK (cmt)
=> MBA - ABH = MAC - CAK
=> MBH = MAK
Xét t/g MBH và t/g MAK có:
BH = AK (cmt)
MBH = MAK (cmt)
BM = MA (cmt)
Do đó, t/g MBH = t/g MAK (c.g.c)
=> MH = MK (2 cạnh tương ứng) (1)
BMH = AMK (2 góc tương ứng)
=> BMH - AMH = AMK - AMH
=> BMA = HMK (*)
Dễ dàng c/m t/g BAM = t/g CAM (c.c.c)
Từ đó => BMA = CMA = 90o
Kết hợp với (*) => HMK = 90o (2)
Từ (1) và (2) => t/g MHK vuông cân tại M (đpcm)