4476. В выпуклом четырёхугольнике
ABCD
углы при вершинах
A
и
D
равны. Серединные перпендикуляры к сторонам
AB
и
CD
пересекаются в точке
P
, лежащей на стороне
AD
. Докажите, что диагонали
AC
и
BD
равны.
Решение. Точка
P
лежит на серединных перпендикулярах к отрезкам
AB
и
CD
, поэтому треугольники
ABP
и
CDP
— равнобедренные,
AP=BP
и
CP=DP
. По теореме о внешнем угле треугольника
\angle BPD=\angle ABP+\angle BAP=2\angle BAD,~\angle APC=\angle DCP+\angle CDP=2\angle ADC,

а так как
\angle BAD=\angle ADC
, то треугольники
BPD
и
APC
равны по двум сторонам и углу между ними. Следовательно,
BD=AC
.