Рассмотрим треугольники AOC и DOB.
AO = OB (по условию)
∠AOC = ∠DOB (как вертикальные углы)
AC || DB, следовательно, ∠CAO = ∠DBO как накрест лежащие углы.
Тогда треугольники AOC и DOB равны по второму признаку равенства треугольников (по стороне и двум прилежащим к ней углам).
Что и требовалось доказать.