Cho tam giác ABC vuông cân tại C và nội tiếp đường tròn (O; R). E là điểm tùy ý trên cung nhỏ AC của đường tròn đó. Gọi F là giao điểm của EB và CO, I là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ECF. Chứng minh rằng khi E di chuyển trên cung nhỏ AC thì I luôn di chuyển trên một đoạn thẳng cố định.

a) Xét đường tròn (O) có AC là đường kính nên $\widehat{ABC}=90°$ (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn (O)).

Xét đường tròn (O’) có AF là đường kính nên $\widehat{ABF}=90°$ (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn (O’)).

Do đó $\widehat{ABC}+\widehat{ABF}=90°+90°=180°$ hay $\widehat{CBF}=180°$.

Suy ra C, B, F thẳng hàng.

b) Xét đường tròn (O) có AC là đường kính nên $\widehat{ADC}=90°$ (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn (O)).

Xét đường tròn (O’) có AF là đường kính nên $\widehat{AEF}=90°$ (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn (O’)).

Do đó $\widehat{FDC}=\widehat{CEF}=90°$ nên hai điểm D, E nằm trên đường tròn đường kính CF.

Vậy bốn điểm C, D, E, F cùng nằm trên một đường tròn đường kính CF.

c) Ta có $\widehat{DCA}=\widehat{DBA}$ (hai góc nội tiếp cùng chắn cung DA của đường tròn (O)).

Tương tự $\widehat{ABE}=\widehat{AFE}$ và $\widehat{DCE}=\widehat{DFE}$. 

Suy ra $\widehat{ABE}=\widehat{DBA}$ do đó BA là phân giác của góc DBE.

Tương tự, DA là phân giác của góc BDE.

Suy ra A là tâm đường tròn nội tiếp tam giác BDE.

Tam giác ABC vuông tại A, theo định lí Pythagore, ta có:

BC² = AB² + AC² = 6² + 8² = 100.

Suy ra $BC=\sqrt{100}=10$

Do đó bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC là $R=\frac{BC}{2}=\frac{10}{2}=5$.

Lại có $r=\frac{AB+AC-BC}{2}$ (theo kết quả của Ví dụ 4, trang 83, SBT Toán 9, Tập một)

Suy ra $r=\frac{AB+AC-BC}{2}$$=\frac{6+8-10}{2}=\frac{4}{2}=2$.

Do đó $\frac{r}{R}=\frac{2}{5}$.