Решение:
а)
$ \angle BAD = \angle CDM =\alpha $
(соответственные углы при параллельных прямых)
Углы при вершине D - вертикальные
$ \angle AND = \angle ADN $
$ \angle CMD = \angle CDM $
(свойство равнобедренного треугольника)
$ \angle BAN = \angle BCM = \angle ABC = 180 \degree - \alpha $
Треугольники ABN и BCM равны по первому признаку равенства треугольников, следовательно
$ BN = BM $
Что и требовалось доказать.
б)
$ sin \space \alpha= \frac{5}{13} $
$ cos \space \alpha= \frac{12}{13} $
$ sin \space 2\alpha= 2 \cdot \frac{5}{13} \cdot \frac{12}{13}=\frac{120}{169} $
$ \triangle ABC = \triangle ABN = \triangle BCM $
(по первому признаку)
Трапеция ABCN - равнобедренная, суммы её противоположных углов - 180 градусов, следовательно она может быть вписана в окружность.
Радиус этой окружности возьмём за R. В эту же окружность может быть вписана и равнобедренная трапеция ABCM.
Точки A, B, C, M, N лежат на одной окружности.
Применим теорему синусов для треугольника ABC:
$ \frac{AC}{sin(180 \degree - \alpha)}=2R $
$ \frac{5}{5/13}=2R; R=\frac{13}{2} $
Применим теорему синусов для треугольника AMN:
$ \frac{MN}{sin(180 \degree - 2\alpha)} = 2R $
$ \frac{MN}{120/169}=13; MN=\frac{120}{13} $
ОТВЕТ:$\frac{120}{13} $