5. Gọi $N'$ đối xứng $N$ qua $I$ thì $\begin{cases} x_{N'} = 2x_I - x_N = 4 \\ y_{N'} = 2y_I - y_N = -5 \end{cases} \implies N'(4,-5)$
Do tính đối xứng của hình thoi nên $N'$ thuộc $AB$, do đó $AB$ đi qua $M(0, \dfrac13)$ và $N'(4,-5)$ nên nhận $\vec{MN'}(4,-\dfrac{16}3)$ làm vtcp
Do đó $AB: \dfrac{16}3 (x- 4) + 4(y + 5) = 0 \iff AB: 4x + 3y - 1 = 0$
Do $AC = 2BD$ nên $IA = 2IB = t$, suy ra $AB^2 = IA^2 + IB^2 = \dfrac{5}4 t^2$
Theo htl thì $d^2(I,AB) \cdot AB^2 = IA^2 \cdot IB^2 \iff \dfrac{(4 \cdot 2 + 3 \cdot 1 - 1)^2}{4^2 + 3^2} \cdot \dfrac{5}4 t^2 = t^2 \cdot \dfrac14t^2$
Suy ra $t^2 = IA^2 = 20$
Đường tròn tâm $I(2,1)$, bán kính $IA$ có dạng $(x-2)^2 + (y-1)^2 = 20$
Tọa độ $A$ là nghiệm của hpt $\begin{cases} 4x + 3y - 1 = 0 \\ (x-2)^2 + (y-1)^2 = 20 \end{cases}$
Giải ra ta được $x = -2$ (N) hoặc $x = 2.8$ (L), khi đó $y = 3$. Vậy $A(-2,3)$