Рассмотрим четырехугольник ABCD. Дано: AD = BC и AB = CD.
Проведем диагональ BD. Рассмотрим треугольники ABD и CDB:
Следовательно, ΔABD = ΔCDB по третьему признаку равенства треугольников (по трем сторонам).
Из равенства треугольников следует, что ∠ADB = ∠CBD. Эти углы являются накрест лежащими углами при прямых AD и BC и секущей BD.
Если накрест лежащие углы равны, то прямые параллельны.
Следовательно, AD || BC.
Ответ: AD || BC, что и требовалось доказать.