Дадим доказательство поэтапно.
Обозначим отрезки: пусть \( M \) и \( N \) — концы отрезка \( MN \), а \( P \) и \( Q \) — концы отрезка \( PQ \). Пусть точка \( F \) является точкой пересечения отрезков \( MQ \) и \( NP \). Согласно условию, \( NF = FP \) и \( MF = FQ \).
По условию, у нас есть равенства: \[ NF = FP \quad (1) \] \[ MF = FQ \quad (2) \]
Это значит, что точка \( F \) делит отрезок \( NP \) на две равные части \( NF \) и \( FP \), а также отрезок \( MQ \) на две равные части \( MF \) и \( FQ \).
Теперь введем новую точку. Обозначим \( O \) — точка, которая является средой отрезка \( NP \) и \( R \) — точка-середина отрезка \( MQ \). Поскольку \( F \) делит \( NP \) и \( MQ \) пополам (из условий (1) и (2)), то \( O \) и \( R \) совпадают с \( F \).
Теперь рассмотрим треугольники \( MFO \) и \( PQF \). У нас есть:
- \( MF = FQ \) (по (2)),
- \( NF = FP \) (по (1)).
Так как точки \( F \) делят отрезки пополам, то по определению, треугольники \( MFO \) и \( PQF \) подобны.
Согласно свойствам подобия треугольников, соответствующие углы одинаковы, это значит: \[ \angle MFO = \angle PQF \]
Поскольку \( F \) является точкой пересечения и условия о равенстве отрезков выполнены, это означает, что линии \( MN \) и \( PQ \) не пересекаются и образуют равные углы с линии, проходящей через \( F \).
Поэтому \( MN \) и \( PQ \) параллельны, так как они совпадают в углах при пересечении с линией \( FP \).
Таким образом, мы доказали, что \( MN \parallel PQ \).