Рассмотрим четырёхугольник ABCD, у которого AD = BC и AB = CD. Нужно доказать, что AD || BC.
1. Проведём диагональ AC.
2. Рассмотрим треугольники ABC и CDA.
AD = BC (по условию)
AB = CD (по условию)
AC - общая сторона.
Следовательно, треугольники ABC и CDA равны по трём сторонам (III признак равенства треугольников).
3. Из равенства треугольников следует равенство углов:
∠BCA = ∠CAD и ∠BAC = ∠ACD
4. ∠BCA и ∠CAD - накрест лежащие углы при прямых AD и BC и секущей AC. Так как эти углы равны, то AD || BC (по признаку параллельности прямых).
5. ∠BAC и ∠ACD - накрест лежащие углы при прямых AB и CD и секущей AC. Так как эти углы равны, то AB || CD.
Ответ: AD || BC, что и требовалось доказать.