Gọi $O$ là giao điểm của $AC$ và $BD$
Theo công thức trung tuyến, ta có:
$AO^{2} = \frac{2(AB^{2} + BC^{2}) - BD^{2}}{4}$
$⇔ (\frac{AC}{2})^{2} = \frac{2(a^{2} + b^{2}) - m^{2}}{4}$
$⇔ (\frac{n}{2})^{2} = \frac{2(a^{2} + b^{2}) - m^{2}}{4}$
$⇔ \frac{n^{2}}{4} = \frac{2(a^{2} + b^{2}) - m^{2}}{4}$
$⇔ m^{2} + n^{2} = 2(a^{2} + b^{2})$