Пусть CD - произвольный отрезок с концами на прямых a и b, проходящий через точку O.
Докажем, что O - середина CD.
Рассмотрим треугольники АОС и BOD.
∠AOC = ∠BOD (вертикальные углы).
AO = BO (по условию).
∠OAC = ∠OBD (накрест лежащие углы при параллельных прямых a и b и секущей АВ).
Следовательно, треугольники АОС и BOD равны по второму признаку равенства треугольников (по стороне и двум прилежащим к ней углам).
Из равенства треугольников следует, что CO = DO, то есть точка O - середина отрезка CD.
Ответ: Доказано