Giải

a) Ta có:
∆ABD vuông tại D (do BD là đường cao ∆ABC), suy ra $\widehat{ABD} + \widehat{BAC} = 90^{\circ}$
∆AEC vuông tại E (do CE là đường cao ∆ABC), suy ra $\widehat {ACE} + \widehat{BAC} = 90^{\circ}$
Do đó $\widehat{ABD} = \widehat{ACE}$
b) ∆ABC cân tại A nên $\widehat{ABC} = \widehat{ACB}$
Mà $\widehat{ABD} = \widehat{ACE}$
Suy ra $\widehat{ABC} -\widehat{ABD} = \widehat{ACB} - \widehat{ACE}$ hay $\widehat{B_{3}} = \widehat{C_{3}}$
Do đó ∆HBC cân tại H nên BH = CH.
c) Ta có $\widehat{B_{2}} = \frac{1}{2} \widehat{ABD}$ (do BP là tia phân giác $\widehat{ABD}$ và $\widehat{C_{2}} = \frac{1}{2} \widehat{ACE}$ do CN là tia phân giác $\widehat{ACE}$)
Mà $\widehat{ABD} = \widehat{ACE}$ suy ra $\widehat{B_{2}}=\widehat{C_{2}}$
∆OBC có $\widehat{B_{3}}=\widehat{C_{3}}, \widehat{B_{2}}=\widehat{C_{2}}$ nên $\widehat{B_{3}}+\widehat{B_{2}} = \widehat{C_{3}}+\widehat{C_{2}}$ hay $\widehat{OBC} = \widehat{OCB}$
Suy ra ∆OBC cân tại O (1)
Mặt khác vì $\widehat{C_{2}} =\widehat{B_{1}}$ (cùng bằng $\widehat{B_{2}}$) nên ta có
$\widehat{B_{3}}+\widehat{B_{2}} +\widehat{C_{3}}+\widehat{C_{2}}=\widehat{B_{3}}+\widehat{B_{2}} + \widehat{B_{1}}+\widehat{B_{3}} $
= $ \widehat{EBC} + \widehat{ECB} = 180^{\circ} - \widehat{BEC} = 180^{\circ} - 90^{\circ} = 90^{\circ}$
Mà $ \widehat{OBC} + \widehat{OCB} = \widehat {B_{2}} + \widehat {B_{3}} + \widehat {C_{2}}+ \widehat {C_{3}} = 90^{\circ}$
Suy ra $ \widehat{BOC} = 180^{\circ} - ( \widehat{OBC} + \widehat{OCB}) = 180^{\circ} - 90^{\circ} = 90^{\circ}$
Do đó tam giác OBC vuông tại O (2)
Từ (1) và (2) suy ra ∆OBC vuông cân tại O.
d) ∆OBC cân tại O nên OB = OC. (3)
Xét ∆BMH và ∆CQH có:
$\widehat{B_{2}}+\widehat{C_{2}} $
BH = CH (do ∆HBC cân tại H);
$\widehat{BHM}+\widehat{CHQ} $ (hai góc đối đỉnh).
Do đó ∆BMH= ∆CQH (g.c.g).
Suy ra BM = CQ. (4)
Từ (3) và (4) suy ra OB ‒ BM = OC ‒ CQ hay OM = OQ. (5)
Mà ∆BNQ có BO là đường cao cũng đường phân giác nên ∆BNQ cân tại B.
Suy ra BO cũng là đường trung tuyến, nên O là trung điểm của QN hay ON = OQ.(6)
Chứng minh tương tự, ta được OP = OM. (7)
Từ (5), (6), (7) suy ra OM = ON = OQ = OP.
Khi đó ON + OQ = OM + OP hay NQ = MP.
Xét tứ giác MNPQ có: OM = OP và OQ = ON nên tứ giác MNPQ là hình bình hành.
Mà NQ = MP nên MNPQ là hình chữ nhật.
Ta lại có MP ⊥ NP tại O nên MNPQ là hình vuông.