Vì ABCD là hình bình hành nên 2 đường chéo AC và BD cắt nhau tại trung điểm I của mỗi đường.
Xét tam giác ABD có đường trung tuyến AI đồng thời là đường phân giác nên tam giác ABD cân tại A.
Suy ra AD = AB.
Do đó ABCD là hình thoi (Hình bình hành có 2 cạnh kề bằng nhau)