Начертим окружность с центром в точке пересечения прямых. Обозначим прямые АВ, СК, МН. Сумма углов, образованных этими прямыми, 360 градусов. По одну сторону от каждой прямой расположены три угла. Они могут быть любой величины, но их сумма составляет развернутый угол. Получены три пары равных вертикальных углов. На рисунке равные углы закрашены одинаковым цветом. ∠1=∠4 ∠2=∠5 ∠3=∠6 Выберем не прилежащие один к другому углы 1, 3, 5 Их сумма равна сумме 1+2+3, лежащих по одну сторону от СК и образует угол 180°, т.е. два прямых угла. То же самое мы сможем доказать для любых трех других углов, не прилежащих один к другому.
Пусть АВ = а, тогда АС = 2а.
Биссектриса делит противолежащую сторону на отрезки, пропорциональные прилежащим сторонам. Тогда
ВЕ:ЕС = АВ:АС = 1:2
Пусть ВЕ = х, тогда ЕС = EA = 2х.
В ΔЕАС по теореме косинусов для угла ЕАС:
cosα = (AE² + AC² - EC²)/(2AE·AC)
cosα = (4x² + 4a² - 4x²)/(8ax) = a/(2x)
В ΔВАЕ по теореме косинусов для угла ВАЕ:
cosα = (AB² + AE² - BE²)/(2AB·AE)
cosα = (a² + 4x² - x²)/(4ax) = (a² + 3x²)/(4ax)
(a² + 3x²)/(4ax) = a/(2x)
a² + 3x² = 2a²
a² = 3x²
a = x√3
cosα = a/(2x) = x√3/(2x) = √3/2 ⇒ α = 30°
∠ВСА = 30°
∠ВАС = 60° ⇒ ∠АВС = 90°