Vẽ $AM$ cắt $BC$ tại $L$. Dễ thấy $IM=BM=CM$. Áp dụng đẳng thức Ptolemy cho tứ giác $ABMC$ nội tiếp ta có :
$$AB.MC+AC.MB=AM.BC$$
$$\Rightarrow (AB+AC).IM=AM.BC$$
$$\Rightarrow 2IM=AM\,\,\,\text{(Do AB+AC=2BC)}$$
Vậy $I$ là trung điểm $AM$. Mặt khác lại có $\Delta MLB~\Delta MBA$ nên $ML.MA=MB^2=MI^2\Rightarrow ML=\frac{MI}{2}$
$\Rightarrow AI=\frac{2}{3}AL$. (1)
Do $IO$ là đường trung bình của tam giác $AMA'$ nên $IO// MA'\Rightarrow IO\perp AM$.
Vẽ $IO$ cắt $BC$ tại $S'$. $S'A$ giao $(O)$ tại điểm $D'$ khác A.
Ta có $\widehat{BIM}=\widehat{IBM}=\frac{1}{2}.(\widehat{ABC}+\widehat{BAC})$
Suy ra $\widehat{S'IB}=90^{o}-\widehat{BIM}=\frac{\widehat{ACB}}{2}=\widehat{ICS'}$
Từ đó dễ dàng suy ra $\Delta S'IB~\Delta S'CI\Rightarrow S'I^2=S'B.S'C=S'D'.S'A$
$\Rightarrow \frac{S'D}{S'I}=\frac{S'I}{S'A}\Rightarrow \Delta S'ID'~\Delta S'AI\Rightarrow \widehat{AD'I}=90^{o}$
Điều đó đồng nghĩa với việc $D',I,A'$ thẳng hàng suy ra $D'\equiv D\Rightarrow S'\equiv S$.
Vậy $SI//MK$ (Do cùng vuông góc với $AM$) mà $L$ là trung điểm $IM$ nên $L$ cũng là trung điểm $SK$ (2)
Từ (1) và (2) ta có điều phải chứng minh.
Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi WhjteShadow: 05-09-2014 - 12:00