Gọi d_M,d_N lần lượt là 2 đường thẳng đi qua $M,N$ và song song với $AB,BC$
Gọi $d_N$ cắt $BD$ tại $I'$
Do $BD$ là đường chéo hình vuông $ABCD$ nên $BD$ là phân giác $\widehat{ABC}=90^o$
$\Rightarrow \widehat{OBC}=\dfrac{\widehat{ABC}}2=\dfrac{90^o}2=45^o$
Vì $d_N // BC \Rightarrow \widehat{OI'N}=\widehat{OBC}=45^o \ \ (1)$
Do $OM \bot ON ;OM=ON \Rightarrow \Delta OMN$ vuông cân tại O
$\Rightarrow \widehat{OMN}=45^o \ \ (2)$
Từ $(1) ; \ (2) \Rightarrow OMNI'$ nội tiếp
$\Rightarrow \widehat{MI'N}=180^o-\widehat{MON}=90^o$
$\Rightarrow MI' \bot d_N$
$d_N //BC \Rightarrow MI' \bot BC$
$BC \bot AB \Rightarrow MI'//AB$
$\Rightarrow I' $ trùng $I$ hoặc $K$
Nếu $I'$ trùng với $I$ $\Rightarrow I \in BD$
Chứng minh tương tự phía trên;ta có $K \in AC$
Do,$I;K$ có vai trò như nhau nên
khi $I \in BD$ thì $K \in AC$
khi $K \in BD$ thì $I \in AC$
Do điểm I hoặc K có thể trùng với A;B;C;D nên tập hợp I,K là hai đường chéo BD,AC của hình vuông