6685. В выпуклом четырёхугольнике
ABCD
лучи
AB
и
DC
пересекаются в точке
K
. На биссектрисе угла
AKD
нашлась такая точка
P
, что прямые
BP
и
CP
делят пополам отрезки
AC
и
BD
соответственно. Докажите, что
AB=CD
.
Решение. Поскольку прямые
BP
и
CP
содержат медианы треугольников
ABC
и
BCD
, точки
A
и
C
равноудалены от прямой
BP
, а
B
и
D
— от прямой
CP
. Это значит, что
S_{\triangle PAB}=S_{\triangle PBC}=S_{\triangle PCD}.

С другой стороны, высоты треугольников
PAB
и
PCD
, проведённые из точки
P
, равны, так как точка
P
лежит на биссектрисе угла
AKD
. Значит, равны основания
AB
и
CD
этих треугольников. Что и требовалось доказать.