Cho tam giác cân tại A, M là trung điểm của BC. Đường trung trực của AB và AC cắt nhau tại D. Khi đó ta có:
Hình vẽ minh họa
Vì D là giao điểm của hai đường trung trực của hai cạnh AB, AC nên D là giao của ba đường trung trực trong tam giác ABC. Suy ra D thuộc đường trung trực của đoạn thẳng BC (1)
Mà M là trung điểm của BC nên AM là trung tuyến của tam giác ABC cân tại A.
Do đó AM là đường trung trực của tam giác ABC (trong tam giác cân, trung tuyến tại đỉnh đồng thời cũng là đường trung trực ứng với đáy) (2)
Từ (1) và (2) suy ra ba điểm A; D; M thẳng hàng.