Для доказательства утверждений задачи, рассмотрим равнобедренный треугольник ABC с основанием AC, где AB = BC. На сторонах AB и BC отмечены точки M и K соответственно, такие что BM = BK. Отрезки AK и CM пересекаются в точке O.
1) Докажем, что треугольник AOC - равнобедренный.
Рассмотрим треугольники ABK и CBM. У них:
- AB = BC (как боковые стороны равнобедренного треугольника ABC)
- ∠BAK = ∠BCM (как углы при основании равнобедренного треугольника ABC)
- BK = BM (по условию)
Следовательно, ΔABK = ΔCBM по двум сторонам и углу между ними (первый признак равенства треугольников).
Из равенства треугольников следует, что AK = CM.
Теперь рассмотрим треугольники AOC. Для этого заметим, что ∠OAC = ∠OCA, так как ∠BAC = ∠BCA в равнобедренном треугольнике ABC. Следовательно, треугольник AOC - равнобедренный с основанием AO = OC.
2) Докажем, что прямая BO — серединный перпендикуляр отрезка АС.
Так как ΔABK = ΔCBM, то ∠ABK = ∠CBM. Следовательно, BO - биссектриса угла ABC.
Поскольку треугольник ABC равнобедренный и BO - биссектриса, проведенная из вершины B к основанию AC, то BO также является медианой и высотой.
Следовательно, BO — серединный перпендикуляр отрезка AC.