Gọi

là trọng tâm của tam giác

và

là một điểm tùy ý.
Ta có
Ta có
Áp dụng bất đẳng thức vừa chứng minh, với mọi điểm

, ta có
Thay

bởi tâm

của đường tròn ngoại tiếp, ta được
Suy ra
Vậy nếu

là tam giác đều thì có

(1)
Ngược lại nếu giả sử tam giác

thỏa mãn điều kiện (1). Thay điểm

bằng tâm

của đường tròn ngoại tiếp

, ta có
Suy ra
Do đó

hay
Vậy

là tam giác đều.