A relação é deduzida a partir do teorema de Pitágoras conforme abaixo:
Considerando o triângulo retângulo ABE temos:
$a^2 = h^2 + x^2$
$h^2 = a^2 - x^2 \quad$ (1)
Considerando o triângulo retângulo EBD temos:
$d_{1}^{2} = h^2 + (b-x)^2 \quad$ (2)
Agora considerando o triângulo retângulo ACF temos:
$d_{2}^{2} = h^2 + [ x + (b-x) + x)]^2$
$d_{2}^{2} = h^2 + [2x + b -x]^2$
$d_{2}^{2} = h^2 + (b+x)^2 \quad$ (3)
Substituindo (1) em (2) temos:
$d_{1}^{2} = a^2 -x^2 + (b-x)^2$
$d_{1}^{2} = a^2 -x^2 +b^2 -2bx + x^2$
$d_{1}^{2} = a^2 + b^2 -2bx \quad$ (4)
Substituindo (1) em (3) temos:
$d_{2}^{2} = a^2 -x^2 + (b+x)^2$
$d_{2}^{2} = a^2 - x^2 + b^2 +2bx + x^2$
$d_{2}^{2} = a^2 + b^2 +2bx \quad$ (5)
Agora somando (4) com (5) temos:
$d_{1}^{2}$ $= $$a^2$ $+b^2$ $\cancel{-2bx}$ $\quad$ (4)
$d_{2}^{2}$ $=$ $a^2$ $+b^2$ $\cancel{+2bx}$ $\quad$ (5)
$d_{1}^{2} + d_{2}^{2}$ $=$ $2.a^2$ $+2.b^2$
$\colorbox{lightgreen}{$d_{1}^{2} + d_{2}^{2} = 2.(a^2 + b^2 )$}$