a) Ta có: nên .
Tứ giác AEHF có là hai góc đối và nên tứ giác AEHF nội tiếp.
Do AD là đường kính của đường tròn (O) nên (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn).
Tứ giác ALHF có là hai góc đối và nên tứ giác ALHF nội tiếp.
b) Ta có: và nên .
Mà (do tứ giác AEHF nội tiếp).
Suy ra (1).
Tứ giác BEFC có góc ngoài tại đỉnh F bằng góc trong tại đỉnh B nên tứ giác BEFC nội tiếp.
Trong đường tròn (O), ta có (hai góc nội tiếp chắn cung AC) (2).
Từ (1) và (2) suy ra hay .
Tứ giác CDKF có góc ngoài tại đỉnh F bằng góc trong tại đỉnh D nên tứ giác CDKF nội tiếp.
Suy ra .
Mặt khác (do AD là đường kính của (O)).
Từ đó suy ra . Suy ra tại K.
c) Tứ giác APBC nội tiếp đường tròn (O) nên . (3)
Từ (1) và (3) suy ra .
Do đó, hai tam giác APF và ACP đồng dạng (g.g).
Suy ra .
Nên .
Lại có (áp dụng hệ thức lượng trong vuông tại H có đường cao HF).
Do đó, . Suy ra AP = AH.
Vì các tứ giác AEHF, ALHF nội tiếp nên năm điểm A, E, F, H, L cùng thuộc một đường tròn.
Suy ra tứ giác ALEF nội tiếp.
Từ đó suy ra (cùng bù với ).
Lập luận tương tự với tứ giác nội tiếp ALBC, ta có .
Từ hai điều trên, suy ra .
Tứ giác MBEL có hai đỉnh kề nhau là B, E cùng nhìn cạnh ML dưới hai góc bằng nhau nên tứ giác MBEL nội tiếp.
Suy ra (cùng bù với ). (4)
Từ (1) và (4) suy ra .
Lại có (do tứ giác ALEF nội tiếp).
Do đó, .
Vậy ba điểm A, I, M thẳng hàng.