Xét đường tròn , ta có: (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn).

Ta có nên

Suy ra .

Lại có:  (vì cân tại do  suy ra (1)

Mà (hai góc nội tiếp cùng chắn cung của đường tròn tâm ) (2)

Từ (1) và (2) suy ra . (3)

Mặt khác,  (tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau) và

Suy ra là đường trung trực của mà , suy ra .

Do đó cân tại nên . (4)

Từ (3) và (4) suy ra nên là tia phân giác của góc trong tam giác .

Vậy là phân giác của