Пусть MN=NKMN=NKMN=NK и R∈MN, S∈NKR\in MN,\ S\in NKR∈MN,S∈NK. Так как MQ=QKMQ=QKMQ=QK и MN=NKMN=NKMN=NK, точка QQQ — середина основания MKMKMK в равнобедренном треугольнике с вершиной NNN, значит прямая NQNQNQ — серединный перпендикуляр к MKMKMK. Обозначим через fff отражение относительно прямой NQNQNQ. Тогда - f(M)=Kf(M)=Kf(M)=K и f(Q)=Qf(Q)=Qf(Q)=Q (почему: NQNQNQ — перпендикуляр и медиана к MKMKMK), - fff сохраняет углы. Отражение переводит луч QMQMQM в луч QKQKQK, поэтому образ луча QRQRQR — некоторый луч Qf(R)Qf(R)Qf(R) и образ угла ∠MQR\angle MQR∠MQR равен углу ∠KQf(R)\angle KQf(R)∠KQf(R). По условию ∠MQR=∠SQK\angle MQR=\angle SQK∠MQR=∠SQK, следовательно ∠KQf(R)=∠SQK.
\angle KQf(R)=\angle SQK. ∠KQf(R)=∠SQK.
Углы с вершиной в QQQ и с одной стороной QKQKQK равны тогда и только тогда, когда соответствующие другие стороны совпадают, значит лучи Qf(R)Qf(R)Qf(R) и QSQSQS совпадают, т.е. f(R)=Sf(R)=Sf(R)=S. Поскольку отражение сохраняет углы, образ угла ∠MRQ\angle MRQ∠MRQ под fff — это угол ∠QSK\angle QSK∠QSK. Значит ∠MRQ=∠QSK,
\angle MRQ=\angle QSK, ∠MRQ=∠QSK,
что и требовалось доказать.
- f(M)=Kf(M)=Kf(M)=K и f(Q)=Qf(Q)=Qf(Q)=Q (почему: NQNQNQ — перпендикуляр и медиана к MKMKMK),
- fff сохраняет углы.
Отражение переводит луч QMQMQM в луч QKQKQK, поэтому образ луча QRQRQR — некоторый луч Qf(R)Qf(R)Qf(R) и образ угла ∠MQR\angle MQR∠MQR равен углу ∠KQf(R)\angle KQf(R)∠KQf(R). По условию ∠MQR=∠SQK\angle MQR=\angle SQK∠MQR=∠SQK, следовательно
∠KQf(R)=∠SQK. \angle KQf(R)=\angle SQK.
∠KQf(R)=∠SQK. Углы с вершиной в QQQ и с одной стороной QKQKQK равны тогда и только тогда, когда соответствующие другие стороны совпадают, значит лучи Qf(R)Qf(R)Qf(R) и QSQSQS совпадают, т.е. f(R)=Sf(R)=Sf(R)=S.
Поскольку отражение сохраняет углы, образ угла ∠MRQ\angle MRQ∠MRQ под fff — это угол ∠QSK\angle QSK∠QSK. Значит
∠MRQ=∠QSK, \angle MRQ=\angle QSK,
∠MRQ=∠QSK, что и требовалось доказать.