Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng bước như sau:
1. Tính số đo góc \( \angle CNE \):
- Vì \( M \) và \( N \) lần lượt là trung điểm của \( AB \) và \( BC \), nên \( CM \) và \( DN \) là các đường trung tuyến của tam giác \( ABC \).
- Do \( ABCD \) là hình vuông, nên \( \angle ABC = 90^\circ \).
- Trong tam giác \( CNE \), vì \( E \) là giao điểm của \( CM \) và \( DN \), nên \( E \) là trọng tâm của tam giác \( ABC \).
- Do đó, \( \angle CNE = 45^\circ \) vì \( \angle CNE \) là góc giữa hai đường trung tuyến trong tam giác vuông cân \( \triangle ABC \).
2. Chứng minh \( A, B, C, M \) cùng nằm trên một đường tròn:
- Ta có \( M \) là trung điểm của \( AB \), do đó \( AM = MB \).
- Trong tam giác vuông \( \triangle ABC \), \( \angle ACB = 90^\circ \).
- Theo tính chất của đường tròn, nếu một góc nội tiếp chắn nửa đường tròn thì góc đó là góc vuông. Do đó, \( A, B, C \) cùng nằm trên một đường tròn đường kính \( AC \).
- Vì \( M \) là trung điểm của \( AB \), nên \( M \) cũng nằm trên đường tròn này (vì \( \angle AMB = 90^\circ \)).
- Vậy \( A, B, C, M \) cùng nằm trên một đường tròn.
3. Xác định tâm của đường tròn đi qua ba điểm \( B, D, E \):
- Để xác định tâm của đường tròn đi qua ba điểm \( B, D, E \), ta cần tìm giao điểm của các đường trung trực của các đoạn thẳng nối ba điểm này.
- Do \( ABCD \) là hình vuông, nên \( BD \) là đường chéo của hình vuông và cũng là đường kính của đường tròn đi qua \( B \) và \( D \).
- Gọi \( O \) là tâm của hình vuông \( ABCD \), thì \( O \) cũng là trung điểm của \( BD \).
- Vì \( E \) là giao điểm của \( CM \) và \( DN \), và \( CM \) và \( DN \) là các đường trung tuyến của tam giác vuông cân \( \triangle ABC \), nên \( E \) cũng nằm trên đường tròn có tâm là \( O \).
- Do đó, tâm của đường tròn đi qua ba điểm \( B, D, E \) chính là \( O \).
Vậy, chúng ta đã hoàn thành việc giải bài toán theo từng bước yêu cầu.