Xét tam giác \(\triangle A H B\): Do AH là đường cao, ta có \(\angle A H B = 9 0^{\circ}\). Trong tam giác vuông \(\triangle A H B\), tổng hai góc nhọn là \(9 0^{\circ}\). Do đó: \(\angle B A H + \angle A B H = 9 0^{\circ}\) \(\angle B A H = 9 0^{\circ} - \angle A B H\) Vì \(\angle A B H\) chính là góc \(\angle A B C\), ta có: \(\angle B A H = 9 0^{\circ} - \angle A B C\) (1)
Xét tam giác \(\triangle O A C\): Vì OA và OC là bán kính của đường tròn (O), nên \(O A = O C\). Do đó, tam giác \(\triangle O A C\) là tam giác cân tại O. Trong tam giác cân \(\triangle O A C\), hai góc ở đáy bằng nhau: \(\angle O A C = \angle O C A\). Tổng ba góc trong tam giác \(\triangle O A C\) là \(18 0^{\circ}\): \(\angle O A C + \angle O C A + \angle A O C = 18 0^{\circ}\) \(2 \angle O A C + \angle A O C = 18 0^{\circ}\) \(\angle O A C = \frac{18 0^{\circ} - \angle A O C}{2}\) \(\angle O A C = 9 0^{\circ} - \frac{\angle A O C}{2}\) (2)
Liên hệ góc ở tâm và góc ở đường tròn: Góc \(\angle A B C\) là góc nội tiếp chắn cung AC. Góc \(\angle A O C\) là góc ở tâm chắn cung AC. Do tam giác ABC là tam giác nhọn, góc \(\angle A B C\) chắn cung nhỏ AC, và \(\angle A O C\) là góc ở tâm chắn cung nhỏ AC. Ta có mối quan hệ: \(\angle A O C = 2 \angle A B C\)
Thay thế và rút gọn: Thay \(\angle A O C = 2 \angle A B C\) vào công thức (2): \(\angle O A C = 9 0^{\circ} - \frac{2 \angle A B C}{2}\) \(\angle O A C = 9 0^{\circ} - \angle A B C\) (3)
So sánh kết quả: Từ (1) và (3), ta có: \(\angle B A H = 9 0^{\circ} - \angle A B C\) \(\angle O A C = 9 0^{\circ} - \angle A B C\) Do đó, \(\angle B A H = \angle O A C\).