Xét \(\Delta ABD\): M, Q lần lượt là trung điểm AB, BD
\(\Rightarrow\) MQ là đường trung bình \(\Delta ABD\)
\(\Rightarrow\) \(MQ=\frac{AD}{2}\) (1)
Chứng minh tương tự: \(MN=\frac{BC}{2}\)(2); \(NP=\frac{AD}{2}\)(3); \(QP=\frac{BC}{2}\)(4)
(1) (3) \(\Rightarrow MQ=NP\)(5)
(2) (4) \(\Rightarrow MN=QP\)(6)
(5) (6) \(\Rightarrow\) MNPQ là hình bình hành
Để MNPQ là hình thoi \(\Leftrightarrow\) MNPQ là hình bình hành; MN=MQ
\(\Leftrightarrow\) BC=AD
Vậy hình thang ABCD có hai cạnh bên bằng nhau thì MNPQ là hình thoi.
Xét ΔABD: M, Q lần lượt là trung điểm AB, BD
⇒ MQ là đường trung bình ΔABD
⇒ MQ=AD2 (1)
Chứng minh tương tự: MN=BC2(2); NP=AD2(3); QP=BC2(4)
(1) (3) ⇒MQ=NP(5)
(2) (4) ⇒MN=QP(6)
(5) (6) ⇒ MNPQ là hình bình hành
Để MNPQ là hình thoi ⇔ MNPQ là hình bình hành; MN=MQ
⇔ BC=AD
Vậy hình thang ABCD có hai cạnh bên bằng nhau thì MNPQ là hình tho