a) Ta cho hình chữ nhật là ABCD có trung điểm E, F, G, H lần lượt của AB, BC, CD, DA. Bạn tự vẽ hình nha... Sau đó nối AC lại :
Xét tam giác ABC có :
AE = BE ( gt )
BF = CF ( gt )
=> EF là đường trung bình của tam giác ABC
=> EF song song AC và EF = AC/2 (1)
Xét tam giác ADC có :
AH = DH ( gt )
DG = GC ( gt )
=> HG là đường trung bình của tam giác ADC
=> HG song song AC và HG = AC/2 (2)
Từ (1) và (2) => EF song song HG và EF = HG
Xét tứ giác AEFG có :
EF song song HG và EF = HG ( chứng minh trên )
=> Tứ giác AEFG là hình bình hành ( Tứ giác có một cặp cạnh đối vừa song song vừa bằng nhau )
Nối EG và nối HF cho EG và HF giao nhau tại I, ta có :
Xét hình chữ nhật ABCD có :
AE = EB ( gt )
DG = GC ( gt )
=> EG là đường trung bình của hình chữ nhật ABCD
=> EG bằng BBC và EG song song BC
Mà BC vuông góc AB ( gt ) => EG vuông góc AB hay góc E = 90 độ
Xét hình chữ nhật ABCD :
HD = AD ( gt )
BF = CF ( gt )
=> HF là đường trung bình của hình chữ nhật ABCD
=> HF bằng AB và HF song song với AB
Mà AB vuông góc BC ( gt ) => HF vuông góc BC hay góc F = 90 độ
Xét tứ giác EBFI có :
Góc B = 90 độ ( gt )
Góc E = 90 độ ( cmt )
Góc F = 90 độ ( cmt )
=> Tứ giác EBFI là hình chữ nhật ( Tứ giác có 3 góc vuông ) => Góc I = 90 độ hay EG vuông góc HF
Xét hình bình hành HEFG có :
EG vuông góc HF ( cmt )
=> Tứ giác EFGH là hình thoi ( Hình bình hành có hai đường chéo vuông góc )
b) Diện tích hình thoi EFGH = ( EG.HF )/2
Mà EG = BC ( EG là đường trung bình của hình chữ nhật ABCD ) và HF = AB ( HF cũng là đường trung bình của hình chữ nhật ABCD )
=> Diện tích hình thoi EFGH = ( EG.HF )/2 = ( AB.BC )/2 (3)
Diện tích hình chữ nhật ABCD = AB.BC (4)
Từ (3) và (4) => Diện tích hình thoi = Diện tích hình chữ nhật chia 2