Для доказательства того, что две биссектрисы внешних углов и одна биссектриса внутреннего угла треугольника пересекаются в одной точке можно воспользоваться методом геометрического места точек или методом геометрического построения.
Для начала построим биссектрисы указанных углов. Пусть треугольник ABC - исходный треугольник, и D, E и F - точки пересечения биссектрис с противоположными сторонами треугольника.
Докажем, что точки D, E и F лежат на одной прямой. Рассмотрим два случая:
- Сначала докажем, что D и F лежат на одном луче стороны треугольника. Мы знаем, что угол BOD = угол BOF (поскольку биссектрисы делят углы пополам). Также известно, что угол COF = угол COD. Следовательно, угол BOF + угол COF = угол BOC. Значит, точки D и F лежат на одном луче CB.
- Аналогично для точки E: угол COE = угол COA, угол AOE = угол AOC, угол COE + угол AOE = угол COA + угол AOC = угол COA. Значит, точка E лежит на луче CA.
Из пункта 2 следует, что точки D, E и F лежат на одной прямой, что доказывает, что две биссектрисы внешних углов и одна биссектриса внутреннего угла треугольника пересекаются в одной точке.