Bài này mình có dùng định lý $Carnot$ về tam giác $Pedal$ : Cho tam giác $ABC$. Các điểm $L,M,N$ lần lượt là ba điểm nằm trên ba cạnh $BC,CA,AB$ của tam giác, khi đó ba đường thẳng qua $L,M,N$ tương ứng và vuông góc với ba cạnh $BC,CA,AB$ đồng quy khi và chỉ khi
$AN^2+BL^2+CM^2=NB^2+LC^2+MA^2$. (nguồn Wikipedia)
Chứng minh bằng $Pytago$
Quay lại bài toán. Thì theo định lý trên ở chiều thuận , ta có:
$AH^2+BD^2+CF^2=BH^2+CD^2+AF^2$
Rõ ràng là cần chứng minh :
$AI^2+BE^2+CG^2=AG^2+BI^2+CE^2$ (để áp dụng định lý đảo)
Hay đi chứng minh
$(AH^2+AI^2)+(BD^2+BE^2)+(CF^2+CG^2)= (AF^2+AG^2)+(BH^2+BI^2)+(CE^2+CD^2)$
Có $AH.AI=AG.AF;BD.BE=BI.BH;CF.CG=CD.CE$ (phương tích)
Từ đó có biến đổi sau:
$(AH^2+AI^2)+(BD^2+BE^2)+(CF^2+CG^2)=HI^2+DE^2+GF^2+2(AH.AI+BD.BE+CF.CG)$
$(AF^2+AG^2)+(BH^2+BI^2)+(CE^2+CD^2)=GF^2+HI^2+DE^2+2(AF.AG+BH.BI+CE.CD)$
Suy ra điều cần chứng minh.
Chỉ có hai điều là vô hạn: vũ trụ và sự ngu xuẩn của con người, và tôi không chắc lắm về điều đầu tiên.
Only two things are infinite, the universe and human stupidity, and I'm not sure about the former.
ALBERT EINSTEIN