補題.
2 つの三角形 XYZ,X′Y′Z′ が与えられており,辺 XY,X′Y′ の中点をそれぞれ M,M′ としたときに,
∠XZM=∠X′Z′M′, ∠YZM=∠Y′Z′M′
が成り立っているならば △XYZ∼△X′Y′Z′.
三角形 ZXM と ZYM について,面積比より
ZY×ZM×sin∠YZMZX×ZM×sin∠XZM=1
同様に Z′X′M′ と Z′Y′M′ について,
Z′Y′×Z′M′×sin∠Y′Z′M′Z′X′×Z′M′×sin∠X′Z′M′=1
従って,
ZY×ZM×sin∠YZMZX×ZM×sin∠XZM=Z′Y′×Z′M′×sin∠Y′Z′M′Z′X′×Z′M′×sin∠X′Z′M′
で,仮定より ZYZX=Z′Y′Z′X′ が分かる.∠XZY=∠X′Z′Y′ であるから,
△XYZ∼△X′Y′Z′
を得る.