a) Tam giác ABC vuông tại A ⇒ \(\widehat {BAC} = 90^\circ .\)
Vì HE ⊥ AB, HF ⊥ AC nên \(\widehat {HEA} = 90^\circ ,\widehat {HFA} = 90^\circ .\)
Xét tứ giác AEHF có: \(\widehat {EAF} = \widehat {HEA} = \widehat {HFA} = 90^\circ .\)
⇒ Tứ giác AEHF là hình chữ nhật (dấu hiệu nhận biết).
b) Vì AEHF là hình chữ nhật ⇒ EH // AF và EH = AF (tính chất hình chữ nhật)
Vì D là tâm đối xứng của A qua F nên F là trung điểm của AD ⇒ AF = FD.
⇒ EH // FD và EH = FD.
⇒ DHEF là hình bình hành (dấu hiệu nhận biết)
c) Vì I là giao điểm của EF và AH nên ba điểm E, I, F thẳng hàng.
Gọi O là giao điểm của EF và AM.
Vì AM là đường trung tuyến của \(\Delta ABC\) nên AM = MC ⇒ \(\Delta AMC\) cân tại M
⇒ \(\widehat {MAC} = \widehat {MCA}\)
Vì AEHF là hình chữ nhật có I là giao điểm 2 đường chéo ⇒ \(\widehat {IAF} = \widehat {IFA}\)
Xét \(\Delta AHC\) có: \(\widehat {HAC} + \widehat {HCA} = 90^\circ \) hay \(\widehat {IAF} + \widehat {MCA} = 90^\circ \)
⇒ \(\widehat {IAF} + \widehat {MAC} = 90^\circ \) hay \(\widehat {OFA} + \widehat {OAF} = 90^\circ \)
Xét \(\Delta OAF\) có: \[\widehat {OFA} + \widehat {OAF} = 90^\circ \Rightarrow \widehat {AOF} = 90^\circ \]
⇒ EF ⊥ AM tại O hay IF ⊥ AM tại O.
Xét \(\Delta KAM\) có: GM ⊥ KA; AH ⊥ KM.
Mà I là giao điểm của AH và GM nên I là trực tâm của \(\Delta KAM.\)
Suy ra KI ⊥ AM mà IF ⊥ AM.
Do đó K, I, F thẳng hàng.
Ta có:
• Ba điểm E, I, F thẳng hàng.
• Ba điểm K, I, F thẳng hàng.
Do đó bốn điểm I, K, E, F thẳng hàng.