1. Дан равнобедренный треугольник \( \triangle ABC \) с основанием \( AC \). Следовательно, \( \angle BAC = \angle BCA \).
2. \( AO \) — биссектриса \( \angle BAC \), а \( CO \) — биссектриса \( \angle BCA \).
3. По определению биссектрисы, \( \angle BAO = \angle OAC = \frac{1}{2} \angle BAC \) и \( \angle BCO = \angle OCA = \frac{1}{2} \angle BCA \).
4. Так как \( \angle BAC = \angle BCA \), то и половины этих углов равны: \( \frac{1}{2} \angle BAC = \frac{1}{2} \angle BCA \).
5. Следовательно, \( \angle OAC = \angle OCA \).
6. В \( \triangle AOC \) стороны \( AO \) и \( CO \) лежат против углов \( \angle OCA \) и \( \angle OAC \) соответственно. Так как \( \angle OAC = \angle OCA \), то стороны, лежащие против этих углов, равны: \( AO = CO \).
7. Треугольник, у которого две стороны равны, является равнобедренным. Следовательно, \( \triangle AOC \) — равнобедренный.
Что и требовалось доказать.