Gọi Ax là tia đối của tia AB thì ba góc BAD, DAC, CAx có cùng số đo 60º.

Hạ EH ⏊ Bx, EI ⏊ AD, EK ⏊ BC.

Ta có: Vì BE là phân giác góc ABC nên suy ra EH = EK (Áp dụng định lí 2).

Vì AE là phân giác góc DAx nên suy ra EH = EI (Áp dụng định lí 2).

Suy ra EK = EI hay E nằm trên tia phân giác của ADC.

Vậy suy ra DE là đường phân giác của góc ADC (đpcm).