Решение:
Рассмотрим треугольники ABC и ADC:
AB = AD (по условию)
CB = CD (по условию)
AC - общая сторона
=> ABC = ADC (по трем сторонам)
=> ∠BAC = ∠DAC (как соответственные элементы равных треугольников)
а) луч АС - биссектриса угла BAD.
б) Рассмотрим треугольники AOB и AOD:
AB = AD (по условию)
∠BAO = ∠DAO (т.к. AC - биссектриса угла BAD)
AO - общая сторона
=> AOB = AOD (по двум сторонам и углу между ними)
=> BO = OD (как соответственные элементы равных треугольников)
в) Рассмотрим треугольники AOB и AOD:
AB = AD (по условию)
∠BAO = ∠DAO (т.к. AC - биссектриса угла BAD)
AO - общая сторона
=> AOB = AOD (по двум сторонам и углу между ними)
=> ∠AOB = ∠AOD (как соответственные элементы равных треугольников)
Т.к. ∠AOB + ∠AOD = 180° (как смежные), то ∠AOB = ∠AOD = 90°
=> AC ⊥ BD
Ответ: доказано