Ta có hình thang ABCD với AB // CD. Gọi E là giao điểm của AC và BD.

Theo định lý Euclid về tỷ lệ cắt, ta có:
AC/CE = AB/BE (1)
AC/CE = AD/DE (2)

Từ (1) và (2), ta có:
AB/BE = AD/DE

Vì AB // CD, nên góc ABE = góc CDE (cùng là góc nội tiếp trên cùng cạnh song song AB và CD).

Do đó, tam giác ABE và tam giác CDE đồng dạng (theo góc).

Vậy, góc ABC = góc CAD.