a.
Xét hai tam goác ADB và tam giác ADC có:
`AD` là cạnh chung
\(\widehat{DAB}=\widehat{DAC}\) (do AD là phân giác)
\(AB=AC\) (do \(\Delta ABC\) cân tại A) (1)
\(\Rightarrow\Delta ADB=\Delta ADC\left(c.g.c\right)\)
Do tam giác ABC cân tại A nên AD là phân giác đồng thời là đường cao
\(\Rightarrow AD\perp BC\Rightarrow\widehat{ADB}=\widehat{ADC}=\widehat{MDC}=90^0\)
Xét hai tam giác CDA và CDM có:
`CD` là cạnh chung
\(\widehat{ADC}=\widehat{MDC}=90^0\)
\(DA=DM\) (do D là trung điểm AM)
\(\Rightarrow\Delta CDA=\Delta CDM\left(c.g.c\right)\)
\(\Rightarrow CA=CM\)
\(\Rightarrow\Delta ACM\) cân tại C
b.
Do \(\Delta ADB=\Delta ADC\Rightarrow BD=CD\)
\(\Rightarrow BC=2CD\)
Mà \(CF=2CD\Rightarrow BC=CF\) (2)
Áp dụng BĐT tam giác trong tam giác ACF:
\(AF< AC+CF\) (3)
Từ (1),(2),(3) \(\Rightarrow AF< AB+BC\)