Áp dụng định lý Pytago vào tam giác MAN vuông tại A, ta có :
[TEX]MN^2=AN^2+AM^2\geq \frac{(AM+AN)^2}{2}[/TEX] (BĐT Bunhiacopxki)
\Rightarrow [TEX]MN\geq \sqrt{\frac{(AM+AN)^2}{2}}=\frac{AM+AN}{\sqrt{2}}[/TEX]
Chứng minh tương tự:[TEX] NP\geq \frac{BN+BP}{\sqrt{2}},PQ\geq \frac{PC+CQ}{\sqrt{2}},MQ\geq \frac{DM+DQ}{\sqrt{2}}[/TEX]
Do đó: [TEX]MN+NP+PQ+QM \geq \frac{(AM+DM)+(AN+BN)+(BP+PC)+(CQ+QD)}{\sqrt{2}}[/TEX]
[TEX]\Leftrightarrow P_{MNPQ} \geq \frac{AD+AB+BC+CD}{\sqrt{2}}=\frac{4AB}{\sqrt{2}}=2AB\sqrt{2}[/TEX]
Vậy [TEX]Min P_{MNPQ} =2AB\sqrt{2} \Leftrightarrow AN=AM,BN=BP,PC=CQ,DQ=QA [/TEX]\Leftrightarrow MNPQ là hình vuông