a) Vì G là trọng tâm tam giác ABC nên \(GM = \dfrac{1}{3}AM\)

Kẻ \(BP \bot AM\) ta có

 \(\begin{array}{l}{S_{GMP}} = \dfrac{1}{2}BP.GM\\{S_{ABM}} = \dfrac{1}{2}BP.AM\end{array}\)

\( \Rightarrow \dfrac{{{S_{GMP}}}}{{{S_{ABM}}}} = \dfrac{{GM}}{{AM}} = \dfrac{1}{3} \Rightarrow {S_{GMP}} = \dfrac{1}{3}{S_{ABM}}\)(1)                         

Tương tự, kẻ \(CN \bot AM\), ta có  

\(\begin{array}{l}{S_{GMC}} = \dfrac{1}{2}CN.GM\\{S_{ACM}} = \dfrac{1}{2}CN.AM\\ \Rightarrow \dfrac{{{S_{GMC}}}}{{{S_{ACM}}}} = \dfrac{{GM}}{{AM}} = \dfrac{1}{3} \Rightarrow {S_{GMC}} = \dfrac{1}{3}{S_{ACM}}\left( 2 \right)\end{array}\)

Cộng 2 vế của (1) và (2) ta có: 

\(\begin{array}{l}{S_{GMB}} + {S_{GMC}} = \dfrac{1}{3}\left( {{S_{AMC}} + {S_{ABM}}} \right)\\ \Rightarrow {S_{GBC}} = \dfrac{1}{3}{S_{ABC}}\end{array}\)

b) 

Ta có

\(\begin{array}{l}{S_{GAB}} = \dfrac{1}{2}BP.AG\\{S_{GAC}} = \dfrac{1}{2}CN.AG\end{array}\)

Xét \(\Delta BPM\) và \(\Delta CNM\) có:

\(\widehat {BPM} = \widehat {CNM} = {90^0}\)

 BM = CM ( M là trung điểm của BC)

\(\widehat {PMB} = \widehat {CMN}\)(2 góc đối đỉnh)

\( \Rightarrow \Delta BPM = \Delta CNM\)(cạnh huyền – góc nhọn)

\( \Rightarrow \) BP = CN (cạnh tương ứng)

\( \Rightarrow {S_{GAB}} = {S_{GAC}}\)

Ta có: \(AG = \dfrac{2}{3}AM\)

\(\begin{array}{l}{S_{ACB}} = {S_{GAB}} + {S_{GAC}} + {S_{GCB}}\\ \Rightarrow {S_{ACB}} = {S_{GAB}} + {S_{GAC}} + \dfrac{1}{3}{S_{ABC}}\\ \Rightarrow \dfrac{2}{3}{S_{ABC}} = 2{S_{GAC}}\\ \Rightarrow \dfrac{1}{3}{S_{ABC}} = {S_{GAC}} = {S_{GAB}}\end{array}\)

Bài 2: 

Ta có: AM=1/2BC

nên AM=BM=CM

Xét ΔMAB có MA=MB

nên ΔMAB cân tại M

=>\(\widehat{MAB}=\widehat{B}\)

Xét ΔMAC có MA=MC

nên ΔMAC cân tại M

=>\(\widehat{MAC}=\widehat{C}\)

Xét ΔBAC có \(\widehat{BAC}+\widehat{B}+\widehat{C}=180^0\)

\(\Leftrightarrow\widehat{MAB}+\widehat{B}+\widehat{MAC}+\widehat{C}=180^0\)

\(\Leftrightarrow2\cdot\left(\widehat{MAB}+\widehat{MAC}\right)=180^0\)

=>\(\widehat{BAC}=90^0\)

hay ΔABC vuông tại A

+ Vì G là trọng tâm của tam giác ABC có AD là một trung tuyến nên AG = 2/3AD, suy ra G không thể là trung điểm của AD => B sai

+ Vì AG = 2/3 AD => GD = 1/3 AD

Mà DM = 1/3 AD nên GD = DM

Mặt khác G thuộc tia DA, M thuộc tia đối của tia DA nên D nằm giữa M và G

Do đó D là trung điểm của MG, nên A đúng.

Kẻ MK//BD

Xét ΔBDC có

M là trung điểm của CB

MK//BD

Do đó: K là trung điểm của CD

=>CK=KD=1/2CD=1/3AC=AD

Xét ΔAMK có

D là trung điểm của AK

DI//MK

Do đó: I là trung điểm của AM

Xét ΔBDC có MK//BD

nên MK/BD=CM/CB=1/2

Xét ΔAMK có DI//MK

nên DI/MK=1/2

=>DI=1/2MK=1/4BD

Kẻ BH vuông góc với AC

\(S_{ABC}=\dfrac{1}{2}\cdot BH\cdot AC\)

\(S_{ABD}=\dfrac{1}{2}\cdot BH\cdot AD\)

=>\(\dfrac{S_{ABC}}{S_{ABD}}=\dfrac{AC}{AD}=3\)

=>\(S_{ABD}=\dfrac{20}{3}\left(cm\right)\)

Kẻ AK vuông góc BD

\(S_{ABD}=\dfrac{1}{2}\cdot AK\cdot BD\)

\(S_{ABI}=\dfrac{1}{2}\cdot AK\cdot BI\)

=>\(\dfrac{S_{ABD}}{S_{ABI}}=\dfrac{BD}{BI}=\dfrac{4}{3}\)

=>\(S_{ABI}=\dfrac{20}{3}:\dfrac{4}{3}=\dfrac{20}{4}=5\left(cm^2\right)\)

D cách đều hai cạnh của góc B nên D nằm trên tia phân giác của góc B

Mà theo giả thiết điểm D thuộc trung tuyến AM

Do đó D là giao điểm của đường phân giác góc B với trung tuyến AM

Chọn đáp án D