Xét hình thang cân ABCD (AB // DC) có D^=C^; AD = BC và AC = BD (tính chất hình thang cân).

Kẻ BK ⊥ DC.

Ta có AB // DC và BK ⊥ DC

Suy ra BK ⊥ AB nên ABK^=90°.

Xét DAHK và DABK có:

KHA^=ABK^=90°;

AK là cạnh chung;

AKH^=KAB^ (hai góc so le trong của DC // AB).

Do đó DAHK = DABK (cạnh huyền – góc nhọn)

Suy ra HK = BK = 1 cm (hai cạnh tương ứng).

Xét DAHD và DBKC có:

AHD^=BKC^=90°;

AD = BC (chứng minh trên);

D^=C^ (chứng minh trên).

Do đó DAHD = DBKC (cạnh huyền – góc nhọn).

Suy ra DH = CK (hai cạnh tương ứng).

Mà DH + HK + CK = DC

Hay 2DH = DC – HK

Khi đó DH=CK=DC−HK2=3−12=1 (cm) và HC = 2 cm.

Áp dụng định lí Pythagore cho DAHD vuông tại H, ta có:

AD² = AH² + DH² = 3² + 1² = 9 + 1 = 10.

Do đó AD=10cm.

Áp dụng định lí Pythagore cho DAHC vuông tại H, ta có:

AC² = AH² + HC² = 3² + 2² = 9 + 4 = 13.

Do đó AC=13cm.

Vậy AD=BC=10  cm,AC=BD=13  cm.