
Prvo rješenje.
Označimo ∠ADB=φ.
Promatranjem unutarnjih kutova trokuta ABE dobivamo
∠AEB=180∘−∠BAE−∠ABE=180∘−20∘−60∘=100∘.
Primjenom poučka o sinusima u trokutu ABE slijedi
∣AB∣∣BE∣=sin∠AEBsin∠BAE=sin100∘sin20∘=sin80∘sin20∘,
gdje smo u zadnjoj jednakosti iskoristili sinx=sin(180∘−x).
Promotrimo sada trokut BED. Vrijedi ∠BED=180∘−∠BEA=180∘−100∘=80∘ pa je zato ∠EBD=180∘−∠BED−∠BDE=180∘−100∘−φ=100∘−φ. Ponovnom primjenom poučka o sinusima dobivamo
∣DE∣∣BE∣=sin∠EBDsin∠BDE=sin(100∘−φ)sinφ.
Budući da je prema uvjetu zadatka ∣DE∣=∣AB∣, vrijedi
sin80∘sin20∘=∣AB∣∣BE∣=∣DE∣∣BE∣=sin(100∘−φ)sinφ.
Zato je
sin20∘sin(100∘−φ)=sin80∘sinφ.
Primjenom formule pretvorbe umnoška sinusa slijedi
cos(φ−80∘)−cos(120∘−φ)=cos(80∘−φ)−cos(80∘+φ),
pa korištenjem parnosti funkcije kosinus slijedi
cos(120∘−φ)=cos(80∘+φ).
Budući da je φ unutarnji kut trokuta ABD, njegova je mjera manja od mjere vanjskog kuta ∠AEB=100∘. Zato su obje mjere 120∘−φ i 80∘+φ između 0∘ i 180∘. Dakle, da bi im kosinusi imali jednaku vrijednost, jedino je moguće da su te mjere jednake. Dobivamo 120∘−φ=80∘+φ, odakle je φ=20∘.
Drugo rješenje.
Neka je točka F na dužini DE takva da je ∠EBF=20∘.
Imamo
∠BFA∠BEF=180∘−∠BAF−∠ABF=180∘−20∘−80∘=80∘,=180∘−∠EBF−∠BFE=180∘−20∘−80∘=80∘,
pa je zato trokut BEF jednakokračan, te je ∣BE∣=∣BF∣.
Jednako tako, zbog ∠BFA=∠FBA=80∘ slijedi i da je trokut ABF jednakokračan, ∣AB∣=∣AF∣.
Promotrimo sada trokute ABF i DEB. Zbog ∣AB∣=∣DE∣, ∣BF∣=∣EB∣ i ∠ABF=∠DEB=80∘ slijedi da su ti trokuti sukladni prema S-K-S poučku o sukladnosti. Zato imamo
∠ADB=∠EDB=∠BAF=20∘.