Đặt AM = x, AN = y, khi đó tam giác AMN vuông tại A nên:
MN = √(x² + y²)
Theo đề bài:
x + y + √(x² + y²) = 2a
Suy ra:
√(x² + y²) = 2a - x - y
Bình phương hai vế:
x² + y² = (2a - x - y)²
Suy ra:
xy = 2a(x + y) - 2a²
Chọn hệ trục tọa độ với A(0;0), B(a;0), D(0;a), C(a;a), khi đó M(x;0), N(0;y).
Phương trình đường thẳng MN là:
yx + xy = xy
Để tránh trùng kí hiệu, viết:
yX + xY - xy = 0
Khoảng cách từ C(a;a) đến MN là:
d = |ay + ax - xy|/√(x² + y²)
= |a(x + y) - xy|/√(x² + y²)
Thay xy = 2a(x + y) - 2a²:
d = [2a² - a(x + y)]/√(x² + y²)
= a[2a - x - y]/√(x² + y²)
Mà 2a - x - y = √(x² + y²), nên:
d = a
Vậy khoảng cách từ C đến đường thẳng MN luôn bằng a, không phụ thuộc vào vị trí của M và N.