Đặt \(AB=BC=CA=a\)
Gọi D là trung điểm BC \(\Rightarrow AG=BG=\dfrac{2}{3}AD\) và \(DG=\dfrac{1}{3}AD\)
G là trung điểm AK \(\Rightarrow GK=AG=\dfrac{2}{3}AD\Rightarrow GK=BG\) (1)
\(DG+DK=GK\Rightarrow DK=GK-DG=\dfrac{1}{3}AD\Rightarrow DK=DG\) \(\Rightarrow\) BD là trung tuyến của tam giác BGK
Mặt khác tam giác ABC đều \(\Rightarrow AD\perp BC\) \(\Rightarrow\) BD là đường cao của tam giác BGK
Xét tam giác BGK có BD đồng thời là trung tuyến và đường cao
\(\Rightarrow\Delta BGK\) cân tại B \(\Rightarrow BG=BK\) (2)
Từ (1), (2) \(\Rightarrow BG=BK=GK\Rightarrow\Delta BGK\) là tam giác đều