Lời giải:
Tam giác $ABC$ có đường trung tuyến $AM$ bằng 1 nửa cạnh đối diện $BC$ nên $ABC$ là tam giác vuông tại $A$ (tính chất quen thuộc)
$\Rightarrow APQ$ là tam giác vuông tại $A$
Xét tam giác vuông $APQ$ có đường cao $AG$, áp dụng công thức hệ thức lượng trong tam giác vuông ta có:
$\frac{1}{AP^2}+\frac{1}{AQ^2}=\frac{1}{AG^2}(1)$
Mà $G$ là trọng tâm tam giác $ABC$ nên $AG=\frac{2}{3}AM=\frac{2}{3}.\frac{BC}{2}=\frac{BC}{3}(2)$
Từ $(1);(2)\Rightarrow \frac{1}{AP^2}+\frac{1}{AQ^2}=\frac{9}{BC^2}$ (đpcm)