AB//CD =>
và
(đồng vị)
Mà
(ABCD là hình thang cân) =>
=> Tam giác OAB cân tại O => OA = OB
Mà AD = BC (ABCD là hình thang cân) => OA + AD = OB + BC => OD = OC (1)
Tam giác ADC và tam giác BCD có: AD = BC (cmt);
(cmt); DC chung
=> Tam giác ADC = Tam giác BCD (c - g - c) =>
(2 góc tương ứng) => PCD cân tại P => PD = PC (2)
Nối M với D và C
Tam giác MAD và tam giác MBC có: MA = MB (M là trung điểm của AB);
(ABCD là hình thang cân); AD = BC (cmt)
=> Tam giác MAD = Tam giác MBC (c - g - c) => MD = MC (2 cạnh tương ứng) (3)
N là trung điểm của DC => ND = NC (4)
Từ (1), (2), (3), (4), ta có: O, P, M, N thuộc dường trung trực của DC
Vậy M, N, O, P thẳng hàng