Cho hình vuông \(ABCD.\) Lấy các điểm \(E,F\) theo thứ tự thuộc các cạnh \(CD,DA\) sao cho \(DE = AF.\) Gọi \(I\) là giao điểm của \(AE\) và \(BE\).

          a) \(\Delta AED = \Delta BAF.\)

          b) \(AE = BF.\)

          c) \(\widehat {BAF} = \widehat {DAE}\).

          d) \(AE \bot BF.\)

a) Đúng.

Ta có: \(AB = AD\) (vì \(ABCD\) là hình thoi) và \(\widehat A = 60^\circ \).

Suy ra \(\Delta ABD\) là tam giác đều.

Mà \(BH\) là đường cao trong \(\Delta ABD\) nên đồng thời là đường trung tuyến do đó \(H\) là trung điểm của \(AD\).

b) Đúng.

Xét tứ giác \(ABDE\) có hai đường chéo \(BE\) và \(AD\) cắt nhau tại trung điểm \(H\) của mỗi đường.

Do đó, \(ABDE\) là hình bình hành.

Mặt khác \(AD \bot BE\) nên \(ABDE\) là hình thoi.

c) Đúng.

Ta có:

\(ABCD\) là hình thoi suy ra \(DC = AB,DC\parallel AB\). (1)

\(ABDE\) là hình thoi suy ra \(DE = AB,DE\parallel AB\). (2)

Từ (1) và (2) suy ra \(C,D,E\) thẳng hàng (tiền đề Euclid) và \(DC = DE.\)

Vậy \(D\) là trung điểm của \(CE\).

d) Sai.

Kẻ hai đường chéo \(AC\) và \(BD\) cắt nhau tại \(I\).

Suy ra \(AC\) vuông góc \(BD\) tại trung điểm \(I\) của mỗi đường (Do \(ABCD\) là hình thoi).

Ta có: \(AC = 2AI\) (vì \(I\) là trung điểm của \(AC\)).

           \(BE = 2BH\) (vì \(H\) là trung điểm của \(BE\)).

Mà \(BH = AI\) (Chứng minh \(\Delta BHA = \Delta AIB\) (ch – gn)) suy ra \(AC = BE.\)

a) Sai.

Xét \(\Delta ADH\) và \(\Delta CKB\), có:

\(\widehat {{D_1}} = \widehat {{B_1}}\) (so le trong)

\(AD = BC\) (gt)

Do đó, \(\Delta ADH = \Delta CBK\)(ch – gn).

b) Đúng.

Vì \(\Delta ADH = \Delta CBK\) (cmt) nên \(AH = CK\) (hai góc tương ứng).

Lại có \(AH\parallel CK\) (cùng vuông góc với \(BD\)).

Do đó, \(AKCH\) là hình bình hành.

Suy ra \(AK\parallel CH\).

c) Đúng.

Vì \(M\) là giao điểm của \(AK\) và \(BC\), \(N\) là giao điểm của \(CH\) và \(AD\) nên ta có:

\(AM\parallel CN\) và \(AN\parallel CM\).

Suy ra \(AMCN\) là hình bình hành.

Do đó, \(AM = CN\).

d) Đúng.

Vì \(ABCD\) là hình bình hành nên hai đường chéo \(AC\) và \(BD\) cắt nhau tại trung điểm của mỗi đường mà \(O\) là trung điểm của \(BD\) nên \(O\) cũng là trung điểm của \(AC\).

Mặt khác \(AMCN\) là hình bình hành nên hai đường chéo \(AC\) và \(MN\) cắt nhau tại trung điểm của mỗi đường mà \(O\) là trung điểm của \(AC\) nên \(O\) cũng là trung điểm của \(MN\) hay ba điểm \(M,O,N\) thẳng hàng.