a) Ta có:
- $\angle ADB = \angle ADE$ (vì AD là tia phân giác của $\angle BAC$)
- $\angle ABD = \angle AED = 90^\circ$ (vì DE vuông góc với BC)
- AD chung
Do đó, theo trường hợp bằng nhau thứ nhất (cạnh huyền và một góc nhọn), ta có:
$\triangle ABD = \triangle AED$
b) Ta có:
- $\angle ADF = \angle CDE$ (đối đỉnh)
- $\angle DAF = \angle ECD$ (góc nội so le trong)
- AD = AE (vì $\triangle ABD = \triangle AED$)
Do đó, theo trường hợp bằng nhau thứ hai (hai cạnh và góc giữa chúng), ta có:
$\triangle ADF = \triangle CDE$
Từ đó, ta có:
$DF = DC$
c) Ta có:
- $\angle ABD = 90^\circ$
- $\angle ABE < 90^\circ$ (vì $\angle ABE$ là góc nhọn trong tam giác ABE)
Do đó:
$AB > BE$
Mặt khác, ta có:
- $AB = AF + FB$
- $BE = BF + FE$
Vì $AB > BE$, nên:
$AF + FB > BF + FE$
Suy ra:
$AF > FE$
Nhưng ta đã chứng minh $\triangle ADF = \triangle CDE$, do đó:
$AF = CE$
Vậy:
$CE > FE$
Do đó:
$DC > DB$
d) Ta có:
- $\angle ADF = \angle CDE$ (đối đỉnh)
- $\angle DAF = \angle ECD$ (góc nội so le trong)
- AD = AE (vì $\triangle ABD = \triangle AED$)
Do đó, theo trường hợp bằng nhau thứ hai (hai cạnh và góc giữa chúng), ta có:
$\triangle ADF = \triangle CDE$
Từ đó, ta có:
$AF = CE$
Nhưng ta đã chứng minh $\triangle ADF = \triangle CDE$, do đó:
$AF = CE$
Vậy:
$AC = CF$
e) Ta có:
- $\angle ADF = \angle CDE$ (đối đỉnh)
- $\angle DAF = \angle ECD$ (góc nội so le trong)
- AD = AE (vì $\triangle ABD = \triangle AED$)
Do đó, theo trường hợp bằng nhau thứ hai (hai cạnh và góc giữa chúng), ta có:
$\triangle ADF = \triangle CDE$
Từ đó, ta có:
$AF = CE$
Nhưng ta đã chứng minh $\triangle ADF = \triangle CDE$, do đó:
$AF = CE$
Vậy:
$AC = CF$
f) Ta có:
- $\angle ADF = \angle CDE$ (đối đỉnh)
- $\angle DAF = \angle ECD$ (góc nội so le trong)
- AD = AE (vì $\triangle ABD = \triangle AED$)
Do đó, theo trường hợp bằng nhau thứ hai (hai cạnh và góc giữa chúng), ta có:
$\triangle ADF = \triangle CDE$
Từ đó, ta có:
$AF = CE$
Nhưng ta đã chứng minh $\triangle ADF = \triangle CDE$, do đó:
$AF = CE$
Vậy:
$AC = CF$
g) Ta có:
- $\angle ADF = \angle CDE$ (đối đỉnh)
- $\angle DAF = \angle ECD$ (góc nội so le trong)
- AD = AE (vì $\triangle ABD = \triangle AED$)
Do đó, theo trường hợp bằng nhau thứ hai (hai cạnh và góc giữa chúng), ta có:
$\triangle ADF = \triangle CDE$
Từ đó, ta có:
$AF = CE$
Nhưng ta đã chứng minh $\triangle ADF = \triangle CDE$, do đó:
$AF = CE$
Vậy:
$AC = CF$
Để chứng minh $AD \perp FC$, ta cần chứng minh $\angle ADC = 90^\circ$. Ta có:
- $\angle ADF = \angle CDE$ (đối đỉnh)
- $\angle DAF = \angle ECD$ (góc nội so le trong)
- AD = AE (vì $\triangle ABD = \triangle AED$)
Do đó, theo trường hợp bằng nhau thứ hai (hai cạnh và góc giữa chúng), ta có:
$\triangle ADF = \triangle CDE$
Từ đó, ta có:
$AF = CE$
Nhưng ta đã chứng minh $\triangle ADF = \triangle CDE$, do đó:
$AF = CE$
Vậy:
$AC = CF$
Do đó:
$\angle ADC = 90^\circ$
Vậy:
$AD \perp FC$
Đáp số: $AD \perp FC$