a) Докажем, что ΔMBN - равнобедренный.
Так как ΔABC - равнобедренный с основанием AC, то AB = BC и ∠BAC = ∠BCA.
Дано: ∠HCM = ∠CAN.
Рассмотрим углы:
∠BCA = ∠HCM + ∠MCA;
∠BAC = ∠CAN + ∠NAB.
Так как ∠HCM = ∠CAN, то ∠MCA = ∠NAB.
Рассмотрим ΔCAN и ΔHCM:
∠CAN = ∠HCM (по условию);
AC - общая сторона;
∠NAB = ∠MCA (доказано выше).
Следовательно, ΔCAN = ΔHCM по второму признаку равенства треугольников (по стороне и двум прилежащим к ней углам).
Из равенства треугольников следует, что AN = CM.
Так как AB = BC, то AB - AN = BC - CM, следовательно, BN = BM.
ΔMBN - равнобедренный, так как BN = BM.
б) Докажем, что BO ⊥ MN, где O - точка пересечения AN и CM.
Так как ΔMBN - равнобедренный, то углы при основании равны: ∠BMN = ∠BNM.
Пусть O - точка пересечения AN и CM.
Рассмотрим ΔAOC:
∠OAC = ∠OCA (дано).
Следовательно, ΔAOC - равнобедренный, и AO = OC.
Рассмотрим ΔABO и ΔCBO:
AB = BC (дано);
BO - общая сторона;
AO = OC (доказано выше).
Следовательно, ΔABO = ΔCBO по третьему признаку равенства треугольников (по трем сторонам).
Из равенства треугольников следует, что ∠ABO = ∠CBO, то есть BO - биссектриса ∠ABC.
В равнобедренном треугольнике биссектриса, проведенная к основанию, является также высотой.
Следовательно, BO ⊥ AC.
Так как ΔMBN - равнобедренный, то биссектриса BO является также высотой, проведенной к основанию MN.
Следовательно, BO ⊥ MN.
Ответ: a) ΔMBN - равнобедренный; б) BO ⊥ MN.