Sea $ABCD$ un cuadrilátero que no es paralelogramo. Sean $J$ e $I$ los puntos medios de las diagonales $AC$ y $BD$, respectivamente. Sea $G$ el punto de la recta $BC$ tal que $DG$ es perpendicular a $BC$ y sea $H$ el punto de la recta $AD$ tal que $CH$ es perpendicular a $AD$. Las rectas $DG$ y $CH$ se cortan en el punto $K$. Sea $E$ el punto de la recta $BC$ tal que $AE$ es perpendicular a $BC$ y sea $F$ el punto de la recta $AD$ tal que $BF$ es perpendicular a $AD$. Las rectas $AE$ y $BF$ se cortan en el punto $L$. Probar que $KL$ es perpendicular a $JI$.
Solución. Como los triángulos $BFD$ y $BGD$ son rectángulos con hipotenusa común $BD$, deducimos que el cuadrilátero $BFDG$ es cíclico, es decir, hay una circunferencia que pasa por sus cuatro vértice. El centro de dicha circunferencia en $I$, el punto medio del diámetro $BD$. De la misma forma, hay una circunferencia con centro en $J$ en la que se inscribe el cuadrilátero $AECH$. Demostraremos que $KL$ es el eje radical de estas dos circunferencias y, por tanto, ortogonal a la recta $IJ$ que une sus centros.
Para ello, sólo hay que ver que $K$ y $L$ tienen la misma potencia respecto de ambas circunferencias, lo que equivale a decir que $LB\cdot LF=LE\cdot LA$ y $KD\cdot KG=KC\cdot KH$. Sin embargo, la primera igualdad se deduce directamente de que los triángulos $LFA$ y $LEB$ son semejantes, mientras que la segunda viene de que $KGC$ y $KDH$ son semejantes. En ambos casos se trata de triángulos rectángulos con un ángulo (no recto) común.

Nota. La demostración vale tanto si el cuadrilátero es cóncavo o convexo, o incluso si no hay cuadrilátero sino solo cuatro puntos dados en el plano. La única salvedad es que $ABCD$ sea un paralelogramo, en cuyo caso $I=J$ (y, por tanto, la recta $IJ$ no está definida) y $K$ y $L$ no existen ya que las rectas cuya intersección los define son paralelas.