Так как углы , , , , равны, назовём каждый из них «долей» и обозначим их общую величину одной буквой.
а) Угол состоит из углов и (двух долей). Луч делит его на угол (доля ) и угол (доля ) — они равны, значит, — биссектриса угла .
Угол состоит из углов , , , (четырёх долей). Луч делит его на угол (доли и ) и угол (доли и ) — в каждой части по две доли, они равны, значит, — биссектриса угла .
Угол состоит из углов , , , (четырёх долей). Луч делит его на угол (доли и ) и угол (доли и ) — в каждой части по две доли, они равны, значит, — биссектриса угла .
б) Луч является биссектрисой угла с вершиной , только если по обе стороны от в этом угле лежит поровну равных долей. Для угла это так (по две доли с каждой стороны, пункт а). Это выполняется и для угла : угол — одна доля (угол ), угол — тоже одна доля (угол ), они равны. Для остальных углов с вершиной , которые можно составить из лучей , равенства долей по обе стороны от нет.
Сравним углы и : угол — это одна доля (угол ), а угол составлен из двух долей (углы и ), то есть угол составляет лишь часть угла . Значит, угол больше угла .