dt(AEFD) = dt(EBCF)
Ta có dt(FAE) = dt(FBE) (1) vì hai tam giác có chung đường cao hạ từ đỉnh F và hai đáy AE = BE)
Theo giả thiết dt(AEFD) = dt(DECF), mà dt(AEFD) = dt(FAE) + dt(FAD), dt(EBCF) = dt(FBE) + dt(FBC)
Suy ra dt(FAE) + dt(FAD) = dt(FBE) + dt(FBC). Vì (1) suy ra tiếp:
dt(FAD) = dt(FBC)
Hai tam giác trên có đáy FD = FC suy ra đường cao hạ từ A và B xuống DC bằng nhau. Suy ra A và B nằm trên cùng đường thẳng song song với CD. Tức AB // CD.
Vậy tứ giác ABCD là hình thang có hai đáy là AB và CD.