Áp dụng định lí Py-ta-go cho hai tam giác vuông AKH và AIH, ta có:
\(AK^2+HK^2=AH^2\)
\(AI^2+HI^2=AH^2\)
\(\Rightarrow AK^2+HK^2=AI^2+HI^2\) \(\left(\cdot\right)\)
Giả sử \(AB\ne AC\)ta xét 2 trường hợp:
T/hợp 1: \(AB>AC\)
\(\Rightarrow AB-BK>AC-CI\)( vì \(BK=CI\)) hay \(AK>AI\) \(\left(1\right)\)
Mặt khác, vì \(AB>AC\)nên \(HB>HC\)( quan hệ đường xiên - hình chiếu )
\(\Rightarrow HB^2>HC^2\)hay \(HK^2+BK^2>HI^2+CI^2\Rightarrow HK>HI\) \(\left(2\right)\)
Từ \(\left(1\right)\)và \(\left(2\right)\)suy ra: \(AK^2+HK^2>AI^2+HI^2\): trái với \(\left(\cdot\right)\)
T/hợp 2: \(AB< AC\): Chứng minh tương tự ta có: \(AK^2+HK^2< AI^2+HI^2\): trái với \(\left(\cdot\right)\)
Vậy điều giả sử \(AB\ne AC\)là sai, hay \(AB=AC\)