โจทย์
จงพิสูจน์ว่า x = 20°
พิสูจน์ (โดยคุณ ΣΤΑΘΗΣ ΚΟΥΤΡΑΣ)
(1) ต่อ AB ออกไปยังจุด Q โดยที่ AQ = AC ⇒ ∠CBQ = 60°
จะเห็นว่า ∆APQ ≅ ∆ACP ด้วยความสัมพันธ์แบบ ด-ม-ด (AQ = AC, ∠PAQ = ∠CAP, AP = AP) ⇒ ∠AQP = ∠ACP ⇔ ∠AQP = 10° ⇔ ∠AQP = ∠PAQ ⇔ ∆APQ เป็น ∆หน้าจั่ว ที่มี ∠P เป็นมุมยอด ⇔ AP = PQ
พิจารณา ☐ACPQ จะได้ว่า ∠CPQ (มุมใหญ่) = 360° - 40° ⇔ ∠CPQ (มุมเล็ก) = 40°
(2) กำหนดจุด R เหนือ AQ ที่ทำให้ AR = QR = AQ (= AC) ⇔ ∆AQR เป็น ∆ด้านเท่า ⇒ ∠QAR = 60° (⇔ ∠CAR = 40°), ∠AQR = 60° และ ∠ARQ = 60°
∵ AC = AR ⇔ ∆ACR เป็น ∆หน้าจั่ว ที่มี ∠A (= 40°) เป็นมุมยอด ⇔ ∠ARC (= ∠ACR) = 70° ⇔ ∠CRQ = 10°
จะเห็นว่า ∆PQR ≅ ∆APR ด้วยความสัมพันธ์แบบ ด-ด-ด (PQ = AP, QR = AR, PR = PR) ⇒ ∠PRQ (= ∠ARP) = (∠ARQ)/2 = 30°
(3) กำหนดจุด S เป็นจุดตัดระหว่าง BC กับ QR
∵ ∠QBS = ∠BQS = 60° ⇒ ∆BQS เป็น ∆ด้านเท่า ⇒ BQ = BS
∵ ∠PRS = ∠PCS ⇔ ☐CRPS สามารถแนบในวงกลมได้ ⇔ ∠CPS = ∠CRS ⇔ ∠CPS = 10° ⇔ ∠QPS = 30°
สังเกตว่า BQ = BS และ ∠QBS = 2(∠QPS) ⇒ จุด B เป็นจุดศูนย์กลางของวงกลมที่มี ∆PQS แนบใน ⇒ BP = BQ ⇔ ∆BPQ เป็น ∆หน้าจั่ว ที่มี ∠B เป็นมุมยอด ⇔ ∠BPQ = ∠BQP ⇔ ∠BPQ = 10° ⇔ ∠ABP = x = 20° Q.E.D.