Cho tứ giác $ABCD$ nội tiếp và $P$ bất kì. Gọi $M,N,Q,R$ là trọng tâm $\Delta PAB$, $\Delta PBC$, $\Delta PCD$, $\Delta PDA$. CMR: đường thẳng qua $M,N,Q,R$ lần lượt vuông góc với $CD,DA,AB,BC$ đồng quy.
Gọi E, F, G, H lần lượt là trung điểm AB, BC, CD, DA
EG cắt FH tại I
ta có EFGH là hình bình hành
$\Rightarrow I$ là trung điểm EG, FH
Thực hiện phép vị tự tâm I tỉ lệ -1
$G\rightarrow E$, đường thẳng qua G vuông góc CD hay trung trực của CD$\rightarrow$ đường thẳng $d_1$ qua E vuông góc CD
trung trực DA$\rightarrow$ đường thẳng $d_2$ qua F vuông góc AD
trung trực AB$\rightarrow$ đường thẳng $d_3$ qua G vuông góc AB
trung trực BC$\rightarrow$ đường thẳng $d_4$ qua H vuông góc BC
mà trung trực các đoạn AB, BC, CD, DA đồng quy$\Rightarrow$ các đường thẳng $d_1, d_2, d_3, d_4$ đồng quy
Thực hiện phép vị tự tâm P tỉ lệ $\frac23$
E$\rightarrow$M, $d_1\rightarrow$ đường thẳng $d'_1$ qua M vuông góc CD
$d_2\rightarrow$ đường thẳng $d'_2$ qua N vuông góc DA
$d_3\rightarrow$ đường thẳng $d'_3$ qua Q vuông góc AB
$d_4\rightarrow$ đường thẳng $d'_4$ qua R vuông góc BC
mà $d_1, d_2, d_3, d_4$ đồng quy
$\Rightarrow d'_1, d'_2, d'_3, d'_4$ đồng quy (đpcm)