Dễ thấy:

\(AD = BC\) nhưng \(AD\) và \(BC\) không song song với nhau. Do đó hai vectơ \(\overrightarrow {AD} \) và \(\overrightarrow {BC} \) không bằng nhau.

\(CD > AB\) do đó hai vectơ \(\overrightarrow {AB} \) và \(\overrightarrow {CD} \) không bằng nhau.

\(AC\) và \(BD\) không song song với nhau. Do đó hai vectơ \(\overrightarrow {AC} \) và \(\overrightarrow {BD} \) không bằng nhau.

Xét ΔADB có 

\(cosA=\dfrac{AB^2+AD^2-DB^2}{2\cdot AB\cdot AD}\)

=>\(\dfrac{a^2+9a^2-DB^2}{2\cdot a\cdot3a}=\dfrac{1}{2}\)

=>\(10a^2-DB^2=3a^2\)

=>\(DB=a\sqrt{7}\)

Xét ΔABD có

\(cosABD=\dfrac{BA^2+BD^2-AD^2}{2\cdot BA\cdot BD}\)

\(=\dfrac{9a^2+7a^2-a^2}{2\cdot3a\cdot a\sqrt{7}}=\dfrac{15a^2}{6a^2\cdot\sqrt{7}}=\dfrac{15}{6\sqrt{7}}=\dfrac{5}{2\sqrt{7}}\)

=>\(cosCDB=\dfrac{5}{2\sqrt{7}}\)(do \(\widehat{ABD}=\widehat{CDB}\) vì AB//CD)

Xét ΔCDB có \(cosCDB=\dfrac{DB^2+DC^2-BC^2}{2\cdot DB\cdot DC}\)

=>\(\dfrac{5}{2\sqrt{7}}=\dfrac{7a^2+a^2-BC^2}{2\cdot a\sqrt{7}\cdot a}\)

=>\(\dfrac{8a^2-BC^2}{2a^2\sqrt{7}}=\dfrac{5}{2\sqrt{7}}\)

=>\(\dfrac{8a^2-BC^2}{a^2}=5\)

=>\(8a^2-BC^2=5a^2\)

=>\(BC^2=3a^2\)

=>\(BC=a\sqrt{3}\)

Kẻ BH⊥CD tại H

Xét tứ giác ABHD có \(\hat{ADH}=\hat{BAD}=\hat{BHD}=90^0\)

nên ABHD là hình chữ nhật

Hình chữ nhật ABHD có AB=AD

nên ABHD là hình vuông

=>AB=BH=AD=DH=a

Xét ΔBHC vuông tại H có \(\hat{BCH}=45^0\)

nên ΔBHC vuông cân tại H

=>HC=HB=a

DC=DH+HC=a+a=2a

=>\(\left|\overrightarrow{CD}\right|=CD=2a\)

ΔBAD vuông tại A

=>\(AB^2+AD^2=BD^2\)

=>\(BD^2=a^2+a^2=2a^2\)

=>\(BD=a\sqrt2\)

=>\(\left|\overrightarrow{BD}\right|=BD=a\sqrt2\)

\(\overrightarrow{AB}.\overrightarrow{CD}=\overrightarrow{AB}\left(\overrightarrow{CB}+\overrightarrow{BA}+\overrightarrow{AD}\right)\)

\(=\overrightarrow{AB}.\overrightarrow{CB}+\overrightarrow{AB}.\overrightarrow{BA}+\overrightarrow{AB}.\overrightarrow{AD}\)

\(=0-\overrightarrow{AB}^2+0=-4a^2\)

 -viết pt DC 

- gọi điểm D theo DC 

- theo t/c hình thang ta có : AC=BD => điểm D