1). Продлим AM за точку M таким образом, чтобы MD было равно AM и полученный четырехугольник ABDC был параллелограммом (он и будет таковым по признаку "если диагонали четырехугольника точкой пересечения делятся пополам, то такой четырехугольник явл-ся параллелограммом").
Для параллелограмма справедливо следующее:


.

2). По теореме косинусов для треугольника ABC:





3). 
.