a. Chứng minh tam giác ABE cân:
- Vì tia BD là tia phân giác của góc B, nên ta có $\widehat{ABD} = \widehat{DBC}$.
- Tam giác ABC vuông tại A, nên $\widehat{ABC} + \widehat{ACB} = 90^\circ$.
- Do đó, $\widehat{ABD} + \widehat{DBC} = \widehat{ABC}$.
- Vì $\widehat{ABD} = \widehat{DBC}$, nên $\widehat{ABD} = \widehat{DBC} = \frac{\widehat{ABC}}{2}$.
- Xét tam giác ABE, ta có $\widehat{BAE} = \widehat{ABD}$ (vì tia BD là tia phân giác của góc B).
- Do đó, $\widehat{BAE} = \widehat{ABD} = \widehat{DBC}$.
- Vì $\widehat{BAE} = \widehat{ABD}$, nên tam giác ABE cân tại B.
b. Chứng minh BD vuông góc với AE:
- Ta đã chứng minh tam giác ABE cân tại B, nên $\widehat{BAE} = \widehat{ABE}$.
- Vì tia BD là tia phân giác của góc B, nên $\widehat{ABD} = \widehat{DBC}$.
- Xét tam giác ABD, ta có $\widehat{BAD} + \widehat{ABD} + \widehat{ADB} = 180^\circ$.
- Vì tam giác ABC vuông tại A, nên $\widehat{BAD} = 90^\circ - \widehat{ABD}$.
- Do đó, $\widehat{ADB} = 180^\circ - (\widehat{BAD} + \widehat{ABD}) = 180^\circ - (90^\circ - \widehat{ABD} + \widehat{ABD}) = 90^\circ$.
- Vậy BD vuông góc với AE.
c. Chứng minh F thuộc tia AB sao cho BF = BC và chứng minh F, D, E thẳng hàng:
- Gọi F là điểm trên tia AB sao cho BF = BC.
- Xét tam giác BCF, ta có BF = BC, nên tam giác BCF cân tại B.
- Vì tam giác BCF cân tại B, nên $\widehat{CBF} = \widehat{BCF}$.
- Xét tam giác BCD, ta có $\widehat{CBD} = \widehat{BCD}$ (vì tia BD là tia phân giác của góc B).
- Vì $\widehat{CBF} = \widehat{BCF}$ và $\widehat{CBD} = \widehat{BCD}$, nên $\widehat{CBF} = \widehat{CBD}$.
- Do đó, F, D, E thẳng hàng.
d. Chứng minh AE song song với FC:
- Ta đã chứng minh tam giác ABE cân tại B, nên $\widehat{BAE} = \widehat{ABE}$.
- Vì tia BD là tia phân giác của góc B, nên $\widehat{ABD} = \widehat{DBC}$.
- Xét tam giác BCF, ta có BF = BC, nên tam giác BCF cân tại B.
- Vì tam giác BCF cân tại B, nên $\widehat{CBF} = \widehat{BCF}$.
- Vì $\widehat{BAE} = \widehat{ABE}$ và $\widehat{CBF} = \widehat{BCF}$, nên $\widehat{BAE} = \widehat{BCF}$.
- Do đó, AE song song với FC.