
Từ trung điểm $I$ kẻ đường thẳng vuông góc $AD$ cắt $DC$ tại $E$, suy ra $\triangle{AED}$ cân tại $E$.
Gọi $F$ là giao điểm của $CI$ và $AE$. Từ $E$ kẻ đường thẳng song song $AD$ cắt $CI$ tại $K$.
Dễ dàng tính được $\widehat{BDA} = 2\alpha$ và $\widehat{BAE} = \alpha = \widehat{BAD}$.
Từ đó suy ra $AB$ là đường phân giác trong $\triangle{ADE}$, mà $AC \perp AB$ nên $AC$ là đường phân giác ngoài $\triangle{ADE}$ (phân giác ngoài vuông góc phân giác trong)
Áp dụng định lý Ta-lét: $$\dfrac{EF}{AF} = \dfrac{EK}{AI} = \dfrac{EK}{DI} = \dfrac{CE}{CD}$$
Áp dụng định lý đường phân giác: $$\dfrac{CE}{CD} = \dfrac{AE}{AD} = \dfrac{BE}{BD}$$
Từ đó suy ra $\dfrac{EF}{AF} = \dfrac{BE}{BD}$ hay $\dfrac{EF}{EA} = \dfrac{EB}{ED}$.
Do $EA = ED$ nên $EF = EB$. Tới đây $\triangle{BIE} = \triangle{FIE}$ (c-g-c) nên $\widehat{EIB} = \widehat{EIF}$ hay $\widehat{DIB} = \widehat{AIC}$ (đpcm).