На стороне АД треугольника АДС отмечена точка В так, что ВС = ВД.  Докажите, что прямая ДС параллельна биссектрисе угла АВС.

Рассмотрим треугольник АВС. По условию, ВС = ВД, значит, углы ВСА и ВДА равны. Также углы ВАС и ВАД являются вертикальными и, следовательно, равны. Из этих двух равенств следует, что треугольники ВСА и ВДА подобны.

Так как треугольники ВСА и ВДА подобны, то углы СВА и ДВА также равны. Но угол СВА равен полусумме углов АВС и АВД, а угол ДВА равен полусумме углов АВД и АВС. Значит, углы АВС и АВД равны.

Таким образом, мы доказали, что треугольник АВС равнобедренный. Значит, биссектриса угла АВС является высотой и медианой этого треугольника. В частности, она проходит через середину стороны СВ.

Теперь рассмотрим треугольник АДС. Угол СДА является вертикальным для угла ВАС, поэтому они равны. Но угол ВАС равен углу АВС, так как треугольник АВС равнобедренный. Значит, угол СДА равен углу АВС.

Таким образом, мы доказали, что угол СДА равен углу АВС. Но мы уже знаем, что биссектриса угла АВС проходит через середину стороны СВ. Значит, прямая ДС проходит через эту же точку. Таким образом, мы доказали, что прямая ДС параллельна биссектрисе угла АВС.