a) Vì \(AC\) cắt \(BD\) tại trung điểm \(I\) của mỗi đoạn (gt).
=> \(I\) là trung điểm của \(AC\) và \(I\) là trung điểm của \(BD.\)
=> \(\left\{{}\begin{matrix}IA=IC\\IB=ID\end{matrix}\right.\) (tính chất trung điểm).
Xét 2 \(\Delta\) \(IAB\) và \(ICD\) có:
\(IA=IC\left(cmt\right)\)
\(\widehat{AIB}=\widehat{CID}\) (vì 2 góc đối đỉnh)
\(IB=ID\left(cmt\right)\)
=> \(\Delta IAB=\Delta ICD\left(c-g-c\right).\)
b) Theo câu a) ta có \(\Delta IAB=\Delta ICD.\)
=> \(AB=CD\) (2 cạnh tương ứng).
=> \(\widehat{IAB}=\widehat{ICD}\) (2 góc tương ứng).
Hay \(\widehat{CAB}=\widehat{ACD}.\)
Xét 2 \(\Delta\) \(CAD\) và \(ACB\) có:
\(CD=AB\left(cmt\right)\)
\(\widehat{ACD}=\widehat{CAB}\left(cmt\right)\)
Cạnh AC chung
=> \(\Delta CAD=\Delta ACB\left(c-g-c\right).\)
c) Theo câu b) ta có \(\Delta CAD=\Delta ACB.\)
=> \(AD=CB\) (2 cạnh tương ứng).
Xét 2 \(\Delta\) \(ABD\) và \(CDB\) có:
\(AB=CD\left(cmt\right)\)
\(AD=CB\left(cmt\right)\)
Cạnh BD chung
=> \(\Delta ABD=\Delta CDB\left(c-c-c\right).\)
d) Theo câu c) ta có \(\Delta ABD=\Delta CDB.\)
=> \(\widehat{ABD}=\widehat{CDB}\) (2 góc tương ứng).
Mà 2 góc này nằm ở vị trí so le trong.
=> \(AB\) // \(CD\left(đpcm\right).\)
Chúc bạn học tốt!