โจทย์
จงพิสูจน์ว่า x = 22.5°
พิสูจน์
(1) กำหนดจุด P บน BC ที่ทำให้ AP = BP <=> ∆ABP เป็น ∆หน้าจั่ว ที่มี ∠P เป็นมุมยอด <=> ∠BAP = ∠ABP <=> ∠BAP = x <=> ∠CAP = 2x
∵ ∠BAP = x และ ∠ABP = x => ∠APC = 2x <=> ∠APC = ∠CAP <=> ∆ACP เป็น ∆หน้าจั่ว ที่มี ∠C เป็นมุมยอด <=> AC = CP
(2) พิจารณา ∆ABP ซึ่งเป็น ∆หน้าจั่ว ที่มี ∠P เป็นมุมยอด
∵ AD = BD <=> DP เป็นส่วนสูงของ ∆ABP <=> DP ⊥ AB
(3) กำหนดจุด Q บน AB ที่ทำให้ CQ ⊥ AB <=> ∠DCQ = 45° <=> ∠DCQ = ∠CDQ <=> ∆CDQ เป็น ∆หน้าจั่ว ที่มี ∠Q เป็นมุมยอด <=> CQ = DQ
(4) กำหนดจุด R บน CQ ที่ทำให้ PR ⊥ CQ
∵ ∠PDQ = 90°, ∠DQR = 90° และ ∠PRQ = 90° => ∠DPR = 90° => ☐DPRQ เป็นสี่เหลี่ยมมุมฉาก => PR // AB <=> ∠CPR = ∠ABC <=> ∠CPR = x
นอกจากนั้น ยังได้ว่า PR = DQ <=> PR = CQ
(5) สังเกตว่า ∆ACQ ≅ ∆CPR ด้วยความสัมพันธ์แบบ ฉ-ด-ด (∠AQC = ∠CRP = 90°, CQ = PR, AC = CP) => ∠ACQ = ∠CPR <=> ∠ACQ = x
พิจารณา ∆ACQ จะได้ว่า 3x + x + 90° = 180° <=> x = 22.5° Q.E.D.