Ta có: AE = EB nên AB = 2AE
DG = GC nên Dc = 2DG
Mà AE = DG nên AB = DC
Chứng minh tương tự có: AD = BC,
Tứ giác ABCD có AB = DC và AD = BC nên là hình bình hành (dấu hiệu nhận biết).
Suy ra AB//CD và AD//BC.
Lại có:

nên
Xét tam giác AEH và tam giác BEF có:
Chứng minh tương tự ta có: HE = HG; HE = FG.
Do đó HE = EF = FG = GH
Tứ giác EFGH có: HE = EF = FG = GH nên là hình thoi.