Xét ∆ABD vuông tại A, áp dụng định lý Pythagore, ta có:
BD2 = AB2 + AD2 = 62 + 32 = 45 , suy ra \[BD = 3\sqrt 5 \] (cm).
Ta có CI là đường phân giác của \[\widehat {DCB}\] trong ∆CBD nên
\[\frac{{ID}}{{IB}} = \frac{{CD}}{{CB}} = \frac{5}{{10}} = \frac{1}{2}\] hay \[\frac{{ID}}{1} = \frac{{IB}}{2}\].
Áp dụng tính chất dãy tỉ số bằng nhau, ta có:
\[\frac{{ID}}{1} = \frac{{IB}}{2} = \frac{{ID + IB}}{{1 + 2}} = \frac{{BD}}{3} = \frac{{3\sqrt 5 }}{3} = \sqrt 5 \].
Suy ra ID = \[\sqrt 5 \](cm) và IB = 2\[\sqrt 5 \](cm).
Ta có: MB = MC = \[\frac{1}{2}\]BC = 5 (cm)
Xét ∆IDC và ∆IMC có
IC chung
\[\widehat {DCI} = \widehat {MCI}\]
DC = MC
Do đó ∆IDC = ∆IMC (c.g.c).
Suy ra ID = IM = \[\sqrt 5 \](cm)
Ta có IM2 + IB2 = \[{\left( {\sqrt 5 } \right)^2} + {\left( {2\sqrt 5 } \right)^2}\]= 25 và MB2 = 52 = 25.
Do đó IM2 + IB2 = MB2.
Áp dụng định lý Pythagore đảo trong ∆IBM, suy ra ∆IBM vuông tại I.
Suy ra \[\widehat {BIM}\]= 90°.