10185. Точка
M
— середина стороны
BC
выпуклого четырёхугольника
ABCD
, в котором
AB+CD=AD
. Известно, что
\angle AMD=90^{\circ}
. Докажите, что
AB\parallel CD
.
Решение. На продолжении отрезка
AM
за точку
M
отложим отрезок
MK=AM
. Четырёхугольник
ABKC
параллелограмм, так как его диагонали
AK
и
BC
точкой пересечения
M
делятся пополам. Значит,
CK=AB
и
CK\parallel AB
.
В треугольнике
ADK
высота
DM
является медианой, поэтому
DK=AD=AB+CD=CK+CD.

Предположим, что точки
C
,
D
и
K
не лежат на одной прямой. Тогда по неравенству треугольника
CK+CD\gt CK
, что противоречит равенству
DK=CK+KD
. Значит, точки
C
,
D
и
K
лежат на одной прямой. Следовательно, прямые
CD
и
CK
совпадают, а так как
CK\parallel AB
, то
CK\parallel CD
.