Lời giải:
Ta có:
$BM = MC= \dfrac12BC\quad (gt)$
$\Rightarrow AC^2 = 4AN^2$
$AN = NC =\dfrac12AC\quad (gt)$
$\Rightarrow BC^2 = 4BM^2$
Bên cạnh đó, áp dụng tính chất trọng tâm, ta được:
$AG = 2GM$
$\Rightarrow AG^2 = 4GM^2$
$BG = 2GN$
$\Rightarrow BG^2 = 4GN^2$
Khi đó:
$\quad a^2 + b^2$
$= BC^2 + AC^2$
$= 4BM^2 + 4AN^2$
$= 4(BG^2 + GM^2) + 4(AG^2 + GN^2)\quad (Pytago)$
$= 4(BG^2 + AG^2) + 4GM^2 + 4GN^2$
$= 4AB^2 + AG^2 + BG^2$
$= 4AB^2 + AB^2$
$= 5AB^2$
$= 5c^2$
Vậy $a^2 + b^2 = 5c^2$