Так как биссектриса угла ADC проходит через середину стороны AB, то BD = CD.
По условию ABCD - трапеция, значит AD || BC.
Теперь рассмотрим треугольник ACD. В нем BD = CD и угол ACD = угла ADC (так как AD || BC), значит треугольники ACD и ADC равны по стороне и двум углам (по двум сторонам и углу между ними).
Тогда AC = AD и угол CAD = ADC.
Теперь рассмотрим треугольник ABC. В нем угол BAC = CAD (так как AM = MB), а также угол ABC = ADC (так как AD || BC). Значит эти треугольники равны.
Из равенства треугольников ABC и ACD получаем, что BC = CD.
Докажем данное утверждение.
Пусть M - середина стороны AB, тогда AM = MB.
Так как биссектриса угла ADC проходит через середину стороны AB, то BD = CD.
По условию ABCD - трапеция, значит AD || BC.
Теперь рассмотрим треугольник ACD. В нем BD = CD и угол ACD = угла ADC (так как AD || BC), значит треугольники ACD и ADC равны по стороне и двум углам (по двум сторонам и углу между ними).
Тогда AC = AD и угол CAD = ADC.
Теперь рассмотрим треугольник ABC. В нем угол BAC = CAD (так как AM = MB), а также угол ABC = ADC (так как AD || BC). Значит эти треугольники равны.
Из равенства треугольников ABC и ACD получаем, что BC = CD.
Таким образом, CD = AD + BC.
Доказательство завершено.