โจทย์
กำหนดให้ [ABCDEFGHI] เป็นรูปเก้าเหลี่ยมด้านเท่ามุมเท่า
จงพิสูจน์ว่า a + b = c
พิสูจน์
(1) ∵ [ABCDEFGHI] เป็นรูปเก้าเหลี่ยมด้านเท่ามุมเท่า ⇒ AB = BC = CD = DE = a
นอกจากนั้น ยังได้ว่า ∠ABC = ∠BCD = ∠CDE = [(9 - 2) × 180°] ÷ 9 = 140°
จะเห็นว่า ∆CDE ≅ ∆ABC ด้วยความสัมพันธ์แบบ ด-ม-ด (CD = AB, ∠CDE = ∠ABC, DE = BC) ⇒ CE = AC ⇔ CE = b
∵ AB = BC ⇔ ∆ABC เป็น ∆หน้าจั่ว ที่มี ∠B (= 140°) เป็นมุมยอด ⇔ ∠BAC = ∠ACB = 20°
∵ CD = DE ⇔ ∆CDE เป็น ∆หน้าจั่ว ที่มี ∠D (= 140°) เป็นมุมยอด ⇔ ∠DCE (= ∠CED) = 20° ⇒ ∠ACE = 100°
∵ AC = CE ⇔ ∆ACE เป็น ∆หน้าจั่ว ที่มี ∠C (= 100°) เป็นมุมยอด ⇔ ∠CAE = ∠AEC = 40°
(2) ต่อ EC ออกไปยังจุด P ที่ทำให้ CP = a ⇒ ∠BCP = 60°
∵ BC = CP และ ∠BCP = 60° ⇒ ∆BCP เป็น ∆ด้านเท่า ⇒ BP = BC และ ∠CBP = 60°
สังเกตว่า AB = BC = BP ⇔ จุด B เป็นจุดศูนย์กลางของวงกลมที่มี ∆ACP แนบใน ⇒ ∠CAP = (∠CBP)/2 ⇔ ∠CAP = 30°
พิจารณา ∆AEP จะได้ว่า ∠APE = 70° ⇔ ∠APE = ∠EAP ⇔ ∆AEP เป็น ∆หน้าจั่ว ที่มี ∠E เป็นมุมยอด ⇔ EP = AE ⇔ a + b = c Q.E.D.