13412. На стороне
AB
треугольника
ABC
выбрана точка
D
, а на стороне
BC
— точка
E
. Точка
F
отмечена так, что отрезки
EF
и
BD
пересекаются. Оказалось, что
AB=BC,~BD=CD=CE=EF,~AC=BF.

Докажите, что точки
C
,
D
,
F
лежат на одной прямой.
Решение. Из равенств
AB=BC
и
BD=CE
получаем
AD=BE
. Значит, треугольники
BFE
и
ACD
равны по трём сторонам, поэтому
\angle EBF=\angle DAC=\angle BCA.

При этом
\angle CBD=\angle BCD
как углы при основании равнобедренного треугольника
BCD
. Значит,
\angle FBD=\angle ACD
. Таким образом, треугольники
FBD
и
ACD
равны по двум сторонам и углу между ними. Тогда
\angle FDB=\angle ADC
, а так как
ADB
— одна прямая, то эти углы вертикальные. Следовательно,
CDF
— одна прямая. Что и требовалось доказать.