a; ABCD là hình thang cân

=>\(\hat{A}=\hat{B};\hat{C}=\hat{D}\)

\(\hat{A}+\hat{B}=\frac12\left(\hat{C}+\hat{D}\right)\)

=>\(2\cdot\hat{B}=\frac12\left(\hat{C}+\hat{C}\right)=\frac12\cdot2\cdot\hat{C}=\hat{C}\)

Ta có: AB//CD

=>\(\hat{B}+\hat{C}=180^0\)

=>\(\hat{B}+2\cdot\hat{B}=180^0\)

=>\(3\cdot\hat{B}=180^0\)

=>\(\hat{B}=60^0\)

\(\hat{C}=2\cdot\hat{B}=2\cdot60^0=120^0\)

\(\hat{D}=\hat{C}=120^0\)

\(\hat{A}=\hat{B}=60^0\)

b: ΔCAB vuông tại C

=>\(\hat{CAB}+\hat{CBA}=90^0\)

=>\(\hat{CAB}=90^0-60^0=30^0\)

Ta có: tia AC nằm giữa hai tia AD và AB

=>\(\hat{DAC}+\hat{BAC}=\hat{DAB}\)

=>\(\hat{DAC}=60^0-30^0=30^0\)

ta có: \(\hat{DAC}=\hat{BAC}\left(=30^0\right)\)

=>AC là phân giác của góc BAD

c: ta có: DC//AB

=>\(\hat{DCA}=\hat{CAB}\) (hai góc so le trong)

=>\(\hat{DCA}=30^0=\hat{DAC}\)

=>ΔDAC cân tại D

=>DC=DA

=>AD=a

Ta có: ABCD là hình thang cân

=>AD=BC

=>BC=a

Xét ΔCAB vuông tại C có \(\sin BAC=\frac{BC}{AB}\)

=>\(\frac{a}{AB}=\sin30=\frac12\)

=>AB=2a

ΔCAB vuông tại C

=>\(CA^2+CB^2=AB^2\)

=>\(CA^2=\left(2a\right)^2-a^2=3a^2\)

=>\(CA=a\sqrt3\)

Diện tích tam giác DAC là:

\(S_{DAC}=\frac12\cdot DA\cdot DC\cdot\sin ADC=\frac12\cdot a\cdot a\cdot\sin120=\frac{a^2\sqrt3}{4}\)

Diện tích tam giác ACB là:

\(S_{ACB}=\frac12\cdot CA\cdot CB=\frac12\cdot a\sqrt3\cdot a=\frac{a^2\sqrt3}{2}\)

Diện tích tam giác ABCD là:

\(S_{ABCD}=S_{DAC}+S_{CAB}=\frac{a^2\sqrt3}{4}+\frac{a^2\sqrt3}{2}=\frac{3a^2\sqrt3}{4}\)