對於任意平行四邊形 \(ABCD\),
不失一般性,可以將其平移到以 \(A\) 為原點 \(0+0i\),
設 \(B=a+bi\), \(D=c+di\),其中 \(a, b, c, d\) 為實數,
因為 \(ABCD\) 為平行四邊形,則 \(C=(a+c)+(b+d)i\),
求證 \(2(AB^2 + AD^2) = AC^2 + BD^2\).
證明:
左式\(= 2(AB^2 + AD^2)\)
\(= 2\left(|(a+bi)-(0+0i)|^2 + |(c+di)-(0+0i)|^2\right)\)
\(= 2\left((a^2+b^2) + (c^2+d^2)\right)\)
右式\(= AC^2 + BD^2 \)
\(= |((a+c)+(b+d)i) - (0+0i)|^2 + |(a+bi)-(c+di)|^2\)
\(= \left((a+c)^2+(b+d)^2\left) + \right((a-c)^2+(b-d)^2\right) \)
\(=2a^2+2b^2 + 2c^2+2d^2\)
故,左式=右式,得證。