c) PQ ⊥ BD (gt). Xét các tam giác vuông POB và QOD có:

∠POB = ∠QOD∠ (đối đỉnh),

OB = OD

∠PBO = ∠QDO (so le trong).

Do đó ΔPOB = ΔQOD (g.c.g) ⇒ BP = DQ

Lại có BP // DQ nên tứ giác PBQD là hình bình hành

Mặt khác PBQD có hai đường chéo vuông góc nên là hình thoi.

mình nghĩ là đề bài này bị sai hay sao đó, vì theo đề bài thì điểm M sẽ trùng với điểm I ( AD và BC đều vuông góc tại M và I ) . bạn có thể thử sửa đề thành : " qua N kẻ đường thẳng vuông góc với AD ,cắt đường thẳng M vuông góc với BC tại I " ( mình không chắc lắm nhưng mà bạn có thể thử .

Ok

mình sửa

a/

Ta có

\(\widehat{BAE}+\widehat{DAE}=\widehat{ABC}=90^o\)

\(\widehat{FAD}+\widehat{DAE}=\widehat{FAE}=90^o\)

\(\Rightarrow\widehat{BAE}=\widehat{FAD}\)(1)

Ta có \(AB=AD\) (2)

Xét tg vuông BAE và tg vuông DAF

Từ (1) và (2) \(\Rightarrow\Delta BAE=\Delta DAF\) (hai tg vuông có cạnh góc vuông và góc nhọn tương ứng bằng nhau)

\(\Rightarrow AE=AF\Rightarrow\Delta AEF\)  cân tại A

Mà \(\widehat{FAE}=90^o\Rightarrow\Delta AEF\) vuông cân tại A

Xét \(\Delta AEF\) có

IE=IF

\(\Rightarrow AD\perp EF\) (trong tg cân đường trung tuyến xp từ đỉnh đồng thời là đường cao)

Xét \(\Delta KEF\) có

IE=IF; \(AD\perp EF\)

\(\Rightarrow\Delta KEF\) là tg cân (trong tg đường cao xp từ đỉnh đồng thời là đường trung tuyến thì tg đó là tg cân) \(\Rightarrow KE=KF\)

b/

Ta có \(\Delta AEF\) vuông cân tại A \(\Rightarrow\widehat{AFE}=\widehat{AEF}=45^o\) (1)

Xét \(\Delta ABD\) có

AB=AD; \(\widehat{BAD}=90^o\Rightarrow\Delta ABD\) vuông cân tại A \(\Rightarrow\widehat{ADB}=\widehat{ABD}=45^o\) (2)

Từ (1) và (2) \(\Rightarrow\widehat{ADB}=\widehat{AEF}\) (3)

Gọi P là giao của AD với EF; Q là giao của BD với AE

Xét \(\Delta AFP\) và \(\Delta ABQ\) có

AD=AB

\(\Delta AEF\) cân tại A => AF=AE

\(\widehat{DAF}=\widehat{BAE}\left(cmt\right)\)

\(\Rightarrow\Delta AFP=\Delta ABQ\left(c.g.c\right)\Rightarrow\widehat{APF}=\widehat{AQB}\)

Mà \(\widehat{APF}=\widehat{DPI};\widehat{AQB}=\widehat{EQI}\) (góc đối đỉnh)

\(\Rightarrow\widehat{DPI}=\widehat{EQI}\) (4)

Nối D với I, B với I. Xét \(\Delta DPI\) và \(\Delta EQI\)

Từ (3) và (4) \(\Rightarrow\widehat{DIP}=\widehat{EIQ}\)

Mà \(\widehat{EIQ}+\widehat{FIB}=\widehat{FIE}=180^o\)

\(\Rightarrow\widehat{DIP}+\widehat{FIB}=\widehat{DIB}=180^o\) => D; I; B thẳng hàng

c/ 

Ta có \(AM=AB-BM;CE=BC-BE\)

Mà \(BM=BE;AB=BC\)

\(\Rightarrow AM=CE\)

Ta có AD=CD

\(S_{\Delta ADM}=\frac{AD.AM}{2}=S_{\Delta CDE}=\frac{CD.CE}{2}\Rightarrow S_{\Delta ADM}+S_{\Delta CDE}=2S_{\Delta CDE}=CD.CE\)

\(S_{\Delta BME}=\frac{BE.BM}{2}=\frac{BE^2}{2}\)

Gọi a là cạnh hình vuông ABCD có

\(S_{\Delta DEM}=S_{ABCD}-\left(S_{\Delta ADM}+S_{\Delta CDE}+S_{BME}\right)=\)

\(=a^2-2S_{\Delta CDE}-\frac{BE^2}{2}=a^2-a.CE-\frac{\left(a-CE\right)^2}{2}=\)

\(=\frac{2a^2-2a.CE-a^2+2a.CE-CE^2}{2}=\frac{a^2-CE^2}{2}\)

\(\Rightarrow S_{\Delta DEM}\) lớn nhất khi \(a^2-CE^2\) lớn nhất \(\Rightarrow CE^2\) nhỏ nhất => CE nhỏ nhất

CE nhỏ nhất khi CE=0 => E trùng C