10721. Дан выпуклый четырёхугольник
ABCD
. Лучи
AB
и
DC
пересекаются в точке
F
, а лучи
BC
и
AD
— в точке
E
. Точки
E
и
F
равноудалены от прямой
BD
. Докажите, что диагональ
AC
делит диагональ
BD
пополам.
Решение. Пусть диагонали
AC
и
BD
данного четырёхугольника пересекаются в точке
M
. Поскольку точки
E
и
D
равноудалены от прямой
BD
и лежат по одну сторону от неё, прямые
EF
и
BD
параллельны. Тогда четырёхугольник
BDEF
— трапеция, точка
A
— пересечение продолжений её боковых сторон, а
M
— точка пересечения диагоналей. Значит, по замечательному свойству трапеции прямая
AM
проходит через середины оснований
BD
и
EF
(см. задачу 1513).