Дано: ABCD — трапеция, \( BC = 3 \), \( AD = 12 \). Доказать, что \( \triangle CBD \sim \triangle BDA \).
Доказательство:
1. Углы при основании трапеции равны:
\( \angle CBD \) и \( \angle BDA \) являются накрест лежащими при параллельных основаниях \( BC \) и \( AD \) и секущей \( BD \). Следовательно, \( \angle CBD = \angle BDA \).
2. Углы \( \angle BCD \) и \( \angle BAD \) могут быть не равны.
3. Рассмотрим отношение сторон:
\( \frac{BC}{BD} \) и \( \frac{CD}{AD} \) или \( \frac{BC}{AD} \) и \( \frac{CD}{BD} \).
У нас есть основания \( BC = 3 \) и \( AD = 12 \). Отношение оснований: \( \frac{BC}{AD} = \frac{3}{12} = \frac{1}{4} \).
Для подобия треугольников \( \triangle CBD \) и \( \triangle BDA \) по второму признаку подобия (по двум углам), нам нужно найти еще одну пару равных углов.
Рассмотрим углы \( \angle BDC \) и \( \angle ABD \).
Эти углы также являются накрест лежащими при параллельных основаниях \( BC \) и \( AD \) и секущей \( BD \). Следовательно, \( \angle BDC = \angle ABD \).
Таким образом, в треугольниках \( \triangle CBD \) и \( \triangle BDA \) равны два угла:
\( \angle CBD = \angle BDA \) (накрест лежащие)
\( \angle BDC = \angle ABD \) (накрест лежащие)
По второму признаку подобия (по двум углам), треугольники \( \triangle CBD \) и \( \triangle BDA \) подобны.
Что и требовалось доказать.