Na ramieniu AD wyznaczamy punkt F, który jest środkiem tego ramienia.
W trójkącie prostokątnym środek przeciwprostokątnej jest środkiem okręgu opisanego na tym trójkącie,
zatem |AF| = |EF| = |DF| (odcinki są promieniami okręgu opisanego na trójkącie AED), a stąd wynika, że:
1)
trójkąty AEF i DEF są równoramienne, a to oznacza, że:
|∢ FEA| = |∢ EAF| = |∢ BAE|, zatem proste AB i EF są równoległe, bo przecinają prostą AE pod tym samym kątem, czyli AB || EF, a tym samym EF || CD (bo AB || CD)
2)
|AD| = |AF| + |DF| = |EF| + |EF| = 2 |EF|
|AD| = a + b
Stąd:
2 |EF| = a + b /:2
zatem długość odcinka EF jest średnią arytmetyczną długości obu podstaw trapezu.
Z 1) i 2) wynika, że odcinek EF jest równoległy do obu podstaw trapezu, a jego długość jest średnią arytmetyczną ich długości, czyli odcinek EF to linia środkowa trapezu ABCD, a to oznacza, że odcinek EF to odcinek łączący środki ramion trapezu.
Z założenia punkt F leży do ramieniu AD, zatem punkt E (punkt przecięcia się dwusiecznych kątów wewnętrznych przy wierzchołkach A i D trapezu) leży na ramieniu BC, co należało udowodnić.
ABCD – trapez
|AB| = a
|CD| = b
|AD| = a + b
E – punkt przecięcia się dwusiecznych kątów wewnętrznych przy wierzchołkach A i D trapezu
Oznaczamy:
∢ BAE = ∢ EAF = α
∢ EDC = ∢ CDE = β
Suma kątówprzy dowolnymramieniu trapezujest równa 180°.
|∢ A| + |∢ D| = 180°
2α + 2β= 180° /:2
α + β= 90°
Zatem trójkąt AED jest prostokątny:
|∢ AED| = 180° – (α + β) = 180° – 90° = 90°
Na ramieniu AD wyznaczamy punkt F, który jest środkiem tego ramienia.
W trójkącie prostokątnym środek przeciwprostokątnej jest środkiem okręgu opisanego na tym trójkącie,
zatem |AF| = |EF| = |DF| (odcinki są promieniami okręgu opisanego na trójkącie AED), a stąd wynika, że:
1)
trójkąty AEF i DEF są równoramienne, a to oznacza, że:
|∢ FEA| = |∢ EAF| = |∢ BAE|, zatem proste AB i EF są równoległe, bo przecinają prostą AE pod tym samym kątem, czyli AB || EF, a tym samym EF || CD (bo AB || CD)
2)
|AD| = |AF| + |DF| = |EF| + |EF| = 2 |EF|
|AD| = a + b
Stąd:
2 |EF| = a + b /:2
zatem długość odcinka EF jest średnią arytmetyczną długości obu podstaw trapezu.
Z 1) i 2) wynika, że odcinek EF jest równoległy do obu podstaw trapezu, a jego długość jest średnią arytmetyczną ich długości, czyli odcinek EF to linia środkowa trapezu ABCD, a to oznacza, że odcinek EF to odcinek łączący środki ramion trapezu.
Z założenia punkt F leży do ramieniu AD, zatem punkt E (punkt przecięcia się dwusiecznych kątów wewnętrznych przy wierzchołkach A i D trapezu) leży na ramieniu BC, co należało udowodnić.