В выпуклом четырехугольнике ABCD углы BCA и BDA равны. Докажите, что углы ABD и ACD также равны.
Воспользуемся теоремой: если отрезок АВ виден из точек С и D, лежащих по одну сторону от прямой АВ, под одним и тем же углом, то точки А, В, С, D лежат на одной окружности (см. рис.). А тогда ∠ABD = ∠ACD как вписанные углы, опирающиеся на одну дугу AD. Что и требовалось доказать.
Приведем другое решение.
Проведем построения и введем обозначения, как показано на рисунке. Рассмотрим треугольники BOC и AOD, углы BCA и BDA равны по условию, углы BOC и AOD равны как вертикальные, следовательно, треугольники BOC и AOD подобны. Откуда
Равенство
можно представить в виде
Рассмотрим треугольники ABO и COD, углы AOB и COD равны как вертикальные и имеется равенство
следовательно, треугольники подобны. Поэтому углы ABD и ACD равны.



