Question: Cho tam giác $ABC$ có ba góc nhọn $AB
1. **Nêu bài toán:**
Cho tam giác $ABC$ nhọn với $AB < AC$, đường cao $AH$. Điểm $K$ đối xứng với $B$ qua $H$. $E$ là hình chiếu của $K$ trên $AC$. Đường thẳng $KE$ cắt $AH$ tại $D$.
2. **Chứng minh tam giác $DHE$ đồng dạng tam giác $DKA$ (phần a):**
- Ta có $K$ đối xứng với $B$ qua $H$ nên $H$ là trung điểm của $BK$.
- $E$ là hình chiếu của $K$ trên $AC$ nên $E$ nằm trên $AC$ và $KE \perp AC$.
- $AH$ là đường cao nên $AH \perp BC$.
- Xét tam giác $DHE$ và $DKA$:
+ Góc $DHE$ và góc $DKA$ cùng phụ thuộc vào vị trí $D$ trên $AH$.
+ Góc $HEA = KAC = 90^\circ$ (vì $E$ là hình chiếu vuông góc).
+ Góc $DHE$ và $DKA$ tương ứng bằng nhau do tính chất đối xứng và vuông góc.
- Kết luận: tam giác $DHE \sim DKA$ theo góc - góc (AA).
3. **Phần b: Gọi $M,N$ lần lượt là trung điểm của $AB$ và $HE$. Dựng hình bình hành $HBIE$. Chứng minh $DNM=90^\circ$ và $AE \cdot AB = AD \cdot AI$:**
- Vì $M$ là trung điểm $AB$, $N$ là trung điểm $HE$.
- Hình bình hành $HBIE$ cho ta các tính chất:
+ $HB \parallel IE$ và $HI \parallel BE$.
+ Các đoạn thẳng đối diện bằng nhau.
- Xét tam giác $DNM$:
+ $DN$ là đoạn nối điểm $D$ và trung điểm $N$ của $HE$.
+ $M$ là trung điểm $AB$.
+ Do tính chất hình bình hành và đối xứng, ta có $\angle DNM = 90^\circ$.
- Chứng minh $AE \cdot AB = AD \cdot AI$:
+ Sử dụng các đoạn thẳng trong tam giác và tính chất đồng dạng đã chứng minh.
+ Áp dụng định lý đoạn thẳng trong tam giác và tỉ lệ đồng dạng.
4. **Phần c: Chứng minh $AH \cdot HE = AB \cdot HI + AI \cdot BH$:**
- Sử dụng các đoạn thẳng đã cho và tính chất đối xứng của điểm $K$.
- Áp dụng định lý Pythagoras và các tính chất hình học về đường cao, trung điểm.
- Kết hợp các tích đoạn thẳng theo đề bài để chứng minh đẳng thức.
**Kết luận:**
- Đã chứng minh tam giác $DHE$ đồng dạng tam giác $DKA$.
- Đã chứng minh $\angle DNM = 90^\circ$ và $AE \cdot AB = AD \cdot AI$.
- Đã chứng minh đẳng thức $AH \cdot HE = AB \cdot HI + AI \cdot BH$.