a: Xét tứ giác MNBD có

\(\widehat{BDM}+\widehat{BNM}=90^0+90^0=180^0\)

=>MNBD là tứ giác nội tiếp

=>\(\widehat{NBD}+\widehat{NMD}=180^0\)

mà \(\widehat{NBD}+\widehat{ABC}=180^0\)(hai góc kề bù)

nên \(\widehat{NMD}=\widehat{ABC}\left(1\right)\)

Xét (O) có

\(\widehat{ABC}\) là góc nội tiếp chắn cung AC

\(\widehat{AMC}\) là góc nội tiếp chắn cung AC

Do đó: \(\widehat{ABC}=\widehat{AMC}\left(2\right)\)

Từ (1) và (2) suy ra \(\widehat{NMD}=\widehat{AMC}\)

=>\(\widehat{NMA}=\widehat{CMA}\)

=>MA là phân giác của góc NMC

b: Ta có: NBDM là tứ giác nội tiếp

=>\(\widehat{DBM}=\widehat{DNM}\)

=>\(\widehat{MBC}=\widehat{ENM}\left(3\right)\)

Xét (O) có

\(\widehat{MBC}\) là góc nội tiếp chắn cung MC

\(\widehat{MAC}\) là góc nội tiếp chắn cung MC

Do đó: \(\widehat{MBC}=\widehat{MAC}\left(4\right)\)

Từ (3) và (4) suy ra \(\widehat{ENM}=\widehat{MAC}\)

=>\(\widehat{ENM}=\widehat{EAM}\)

=>ANME là tứ giác nội tiếp

=>\(\widehat{AEM}+\widehat{ANM}=180^0\)

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

=>ME\(\perp\)AC

a: AM là phân giác của góc BAC
=>BM=CM

mà OB=OC

nên OM là trung trực của BC

=>OM vuông góc BC

b: Xét ΔHBA vuông tại H và ΔCDA vuông tại C có

góc HBA=góc CDA

=>ΔHBA đồng dạng với ΔCDA

=>góc BAH=góc DAC

=>góc IAM=góc DAM

=>AM là phân giác của góc IAD

c: AM là phân giác của góc IAD

nên sđ cung IM=sđ cung MD

=>IM=MD

=>OM là trung trực của ID

=>OM vuông góc ID

=>ID//BC

1. Để chứng minh cung DE có số đo không đổi, ta cần chứng minh góc \(\angle BOC\) có số đo không đổi. Thực vậy, theo tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau,  OB và OC là phân giác ngoài của tam giác ABC. Ta có

 \(\angle BOC=180^{\circ}-\frac{\angle MBC}{2}-\frac{\angle NCB}{2}=\frac{\angle ABC}{2}+\frac{\angle ACB}{2}=90^{\circ}-\frac{\angle BAC}{2}=90^{\circ}-\frac{a}{2}\) 
Do đó góc \(\angle BOC\) có số đo không đổi. Suy ra cung DE có số đo không đổi. 

2.  Do CD vuông góc với AB nên BC,BD là đường kính của hai đường tròn (O) và (O'). Suy ra
 \(\angle CFB=\angle DEB=90^{\circ}\to\angle CFD=\angle CED=90^{\circ}.\)  Vậy tứ giác CDEF nội tiếp. Do đó \(\angle ECF=\angle EDF\to\angle FAB=\angle ECF=\angle EDF=\angle EDB\)
Vậy AB là phân giác của góc AEF.

3. Đề bài có chút nhầm lẫn, "kẻ \(IH\perp BC\) mới đúng. Do tam giác ABC nhọn và I nằm trong nên các điểm H,K,L nằm trên các cạnh của tam giác. Sử dụng bất đẳng thức \(a^2+b^2\ge\frac{1}{2}\left(a+b\right)^2,\) ta suy ra \(AL^2+BL^2\ge\frac{1}{2}\left(AL+BL\right)^2=\frac{1}{2}AB^2.\)  Tương tự ta cũng có \(BH^2+CH^2\ge\frac{1}{2}BC^2,KC^2+KA^2\ge\frac{1}{2}AC^2.\)  Mặt khác theo định lý Pitago

\(AL^2+BH^2+CK^2=\left(IA^2-IL^2\right)+\left(IB^2-IH^2\right)+\left(IC^2-IK^2\right)\)
\(=\left(IA^2-IK^2\right)+\left(IB^2-IL^2\right)+\left(IC^2-IH^2\right)\)
\(=BL^2+CH^2+AK^2.\)

Thành thử \(AL^2+BH^2+CK^2=\frac{\left(AL^2+BL^2\right)+\left(BH^2+CH^2\right)+\left(CK^2+AK^2\right)}{2}\ge\frac{AB^2+BC^2+CA^2}{2}.\)
Dấu bằng xảy ra khi \(AL=BL,BH=CH,CK=AK\Leftrightarrow I\)  là giao điểm ba đường trung trực.

 

a) Xét tứ giác KECD có 

\(\widehat{KEC}\) và \(\widehat{KDC}\) là hai góc đối 

\(\widehat{KEC}+\widehat{KDC}=180^0\)

Do đó: KECD là tứ giác nội tiếp(Dấu hiệu nhận biết tứ giác nội tiếp)