a) Theo giả thiết có:
I trung điểm AC
N đối xứng M qua I nên I là trung điểm MN
\Rightarrow Tứ giác AMCNlà hình bình hành do các đường chéo cắt nhau tại trung điểm mỗi đường.
b) Do AMCN là hình bình hành \Rightarrow AN//MC hay AN//DC(1)
[TEX]\widehat{AMB}=\widehat{NCB}[/TEX](đồng vị)
Mặt khác theo bài ra,[TEX]HB=HM=MC=\frac{1}{3}BC[/TEX]
[TEX]\Rightarrow \Delta AMB[/TEX] cân tại A do có AH vừa là đường cao,vừa là trung tuyến.
[TEX]\Rightarrow \widehat{NCB}=\widehat{AMB}=\widehat{B}[/TEX](2)
Từ (1),(2) \Rightarrow Tứ giác ABCN là hình thang cân.
c) [TEX]AN=MC=HM,AN//HM[/TEX] \Rightarrow AHMN là hình bình hành lại có [TEX]\widehat{AHM}= 90^{\circ}[/TEX]
\Rightarrow AHMN là hình chữ nhật.
d) AHMN là hình chữ nhật, [TEX]AM \cap HN= K[/TEX] \Rightarrow K là trung điểm AM,I là trung điểm AC nên IK là đường trung bình tam giác AMC
[TEX]\Rightarrow IK//MC \Rightarrow LK//BC,AH \perp BC \Rightarrow AH \perp LK[/TEX](3)
L là trung điểm AB,H trung điểm BM \Rightarrow LH là đường trung bình ứng AM
[TEX]\Rightarrow LH//AK,LH=AK[/TEX](4)
Từ (3),(4) \Rightarrow ALHK là hình thoi.
e) Xét tam giác AHB vuông tại H,áp dụng PTG:
[TEX]AB^2=AH^2+BH^2 \Rightarrow AH=4[/TEX]
[TEX]BC=3BH=9[/TEX]
[TEX]S_{\Delta ABC}=\frac{1}{2}AH.BC= \frac{1}{2}.9.4=18(cm^2)[/TEX]