Задача: в выпуклом четырехугольнике ABCD дано, что ∠BAC = ∠ACD и ∠BCA = ∠DAC. Нужно доказать, что ABCD — параллелограмм.
Пояснение и решение (пошагово для 8 класса):
- Показать, что AB ∥ CD.
- Рассмотрим прямую AC как пересекающую две линии AB и CD: AB пересекается с AC в точке A, а CD пересекается с CA в точке C.
- Утверждение: если две прямые (здесь AB и CD) пересечены одной и той же прямой (AC) и угол, который одна из них образует с этой прямой в одной точке, равен углу, который другая образует с той же прямой в другой точке (здесь ∠BAC = ∠ACD), то эти две прямые параллельны.
- Следовательно, из ∠BAC = ∠ACD следует AB ∥ CD.
- Показать, что BC ∥ AD.
- Аналогично используем прямую AC как transversal для линий BC и AD.
- Здесь дано ∠BCA = ∠DAC, то есть угол, который BC образует с CA, равен углу, который DA образует с AC.
- По той же причине из этого следует BC ∥ AD.
- Вывод.
- Мы доказали, что пара противоположных сторон AB и CD параллельна, а пара BC и AD параллельна.
- Значит, ABCD имеет обе пары противоположных сторон параллельны, то есть ABCD — параллелограмм.
Дополнительная заметка (для закрепления): можно заметить, что равенство указанных углов говорит о том, что треугольники, образованные диагональю AC, образуют пары параллельных сторон. Но главное для решения задачи в школьной практике — применение критерия параллельности по равенству углов, образованных транзверсалами.