Ta có hình vẽ:
Cho Ot là phân giác của góc xOy
=> góc xOt = góc tOy
Ta có: góc xOy + góc AOB = 1800 (kề bù)
Ta có: góc BAO + góc ABO + góc AOB = 1800 (tổng ba góc của một tam giác)
=> góc xOy = góc BAO + góc ABO
hay góc xOt + góc tOy = góc BAO + góc ABO (1)
Mà góc xOt = góc tOy (cmt) (2)
Ta có: OA = OB => tam giác OAB cân tại O
=> góc BAO = góc ABO (3)
Từ (1),(2),(3) => góc xOt = góc tOy = góc BAO = góc ABO
=> góc BAO = góc xOt
mà hai góc này đang ở vị trí so le trong
=> AB // Ot
-> Ta có: đpcm.