Gọi độ dài cạnh hình vuông là a và AM=BN=CP=DO=x.

Áp dụng định nghĩa và giả thiết vào hình vuông ABCD, ta được:

A^=B^=C^=D^=900 và MB=NC=PD=QA=a−x, nên bốn tam giác vuông MBN,NCP,PDQ,QAM bằng nhau trường hợp (c-g-c) suy ra bốn cạnh tương ứng của các tam giác đó bằng nhau là MN=NP=PQ=QA. Tứ giác MNPQ có bốn cạnh bằng nhau nên nó là hình thoi.

Áp dụng tính chất về góc và kết quả hai tam giác bằng nhau vào hai tam giác MBN, NCP ta được:

      M1^+N2^=900M1^=N1^⇒N1^+N2^=900                  (1)

Lại có góc BNC là góc bẹt hay

      BNC^=N1^+N2^+N3^=1800                       (2)

Từ (1) và (2) suy ra N3^=1800−900=900.

Điều này chứng tỏ hình thoi MNPQ có một góc vuông nên nó là hình vuông.