Краткий ответ: в обоих случаях \(ABCD\) — параллелограмм.
а) Дано:
\[ \angle BAC=\angle ACD,\qquad \angle BCA=\angle DAC. \]
Диагональ \(AC\) является секущей:
\(\angle BAC\) и \(\angle ACD\) — накрест лежащие углы для прямых \(AB\) и \(CD\). Они равны, значит, \[ AB\parallel CD. \]
\(\angle BCA\) и \(\angle DAC\) — накрест лежащие углы для прямых \(BC\) и \(AD\). Они равны, значит, \[ BC\parallel AD. \]
Получили, что обе пары противоположных сторон параллельны. Следовательно, \(ABCD\) — параллелограмм.
б) Дано:
\[ AB\parallel CD,\qquad \angle A=\angle C. \]
Так как \(AB\parallel CD\), то внутренние односторонние углы:
\[ \angle A+\angle D=180^\circ, \] \[ \angle B+\angle C=180^\circ. \]
Поскольку \(\angle A=\angle C\), то
\[ \angle B=180^\circ-\angle C =180^\circ-\angle A. \]
Следовательно,
\[ \angle A+\angle B=180^\circ. \]
Углы \(\angle A\) и \(\angle B\) — внутренние односторонние углы при прямых \(AD\) и \(BC\) и секущей \(AB\). Их сумма равна \(180^\circ\), значит,
\[ AD\parallel BC. \]
Итак, \(AB\parallel CD\) и \(AD\parallel BC\), поэтому \(ABCD\) — параллелограмм.
Проверка: в каждом пункте доказаны две пары параллельных противоположных сторон — это определение параллелограмма.
