\[Схематический\ рисунок.\]
\[Дано:\]
\[AD - биссектриса\ \angle A;\]
\[O - центр\ вписанной\ \]
\[окружности.\]
\[Доказать:\]
\[DO = DB = DC.\]
\[Доказательство.\]
\[1)\ Для\ вписанной\ окружности:\]
\[\angle BAD = \angle CAD;\ \ \ \]
\[O - центр;\]
\[O \in AD;\ \ \ \]
\[\angle BCO = \angle ACO.\]
\[2)\ Для\ описанной\ окружности:\]
\[\angle DCB = \frac{1}{2} \cup BD = \angle DAB;\]
\[\angle DBC = \frac{1}{2} \cup CD = \angle DAC;\]
\[\angle DAB = \angle DAC = \frac{1}{2}\angle A;\]
\[\angle DCB = \angle DBC = \frac{1}{2}\angle A.\]
\[3)\ \mathrm{\Delta}BDC - \ равнобедренный:\]
\[BD = CD.\]
\[4)\ В\ \mathrm{\Delta}AOC:\]
\[\angle OAC + \angle OCA + \angle AOC = 180{^\circ}\]
\[\frac{1}{2}\angle A + \frac{1}{2}\angle C + \angle AOC = 180{^\circ}\]
\[\angle AOC = 180{^\circ} - \frac{1}{2}(\angle A + \angle C).\]
\[5)\ \mathrm{\Delta}DOC - равнобедренный:\]
\[\angle DOC = 180{^\circ} - \angle AOC =\]
\[= \frac{1}{2}(\angle A + \angle C) = \angle DCB + \angle BCO =\]
\[= \frac{1}{2}(\angle A + \angle C);\]
\[\angle DOC = \angle DCO.\]
\[Отсюда:\]
\[DO = CD = BD.\]
\[Что\ и\ требовалось\ доказать.\]