Ответ:
а) Рассмотрим треугольники \(\triangle BAC\) и \(\triangle ACD\).
- По условию \(\angle BAC=\angle ACD\), а \(\angle BCA=\angle DAC\).
- Сторона \(AC\) является общей для обоих треугольников.
- Следовательно, \(\triangle BAC\cong\triangle ACD\) по стороне и двум прилежащим углам.
- Из равенства соответствующих углов получаем \(\angle BCA=\angle DAC\), поэтому \(BC\parallel AD\) как накрест лежащие углы при секущей \(AC\).
- Аналогично из равенства \(\angle BAC=\angle ACD\) следует \(AB\parallel CD\).
В выпуклом четырёхугольнике противоположные стороны попарно параллельны, значит, \(ABCD\) — параллелограмм.
б) По условию \(AB\parallel CD\). Рассмотрим секущую \(AD\): тогда внутренние односторонние углы удовлетворяют \(\angle A+\angle D=180^\circ\).
- Так как \(\angle A=\angle C\), получаем \(\angle C+\angle D=180^\circ\).
- Это внутренние односторонние углы при прямых \(BC\) и \(AD\), поэтому \(BC\parallel AD\).
- Таким образом, обе пары противоположных сторон четырёхугольника параллельны: \(AB\parallel CD\) и \(BC\parallel AD\).
Следовательно, \(ABCD\) — параллелограмм.
