Pole dużego kwadratu można wyrazić na dwa sposoby:

1) jako kwadrat o boku : ,

2) złożenie kwadratu z czterech trójkątów prostokątnych i mniejszego kwadratu na przeciwprostokątnej: .

Porównując obie strony równania:

oraz po odjęciu od obu stron otrzymujemy klasyczne równanie Pitagorasa: , q.e.d.

Dowód ten jest czysto algebraiczną wersją układanki geometrycznej, pokazującą, że suma pól czterech trójkątów i pola kwadratu na przeciwprostokątnej równa się polu całego dużego kwadratu.

Dowód z twierdzenia Ptolemeusza mały|Prostokąt wpisany w okrąg

Dowód ten wykorzystuje twierdzenie Ptolemeusza o czworokącie wpisanym w okrąg.

Rozważmy trójkąt prostokątny o kącie prostym przy wierzchołku , gdzie: , , .

Wpiszmy ten trójkąt w okrąg. Z twierdzenia Talesa wynika, że przeciwprostokątna jest średnicą tego okręgu.

Niech będzie punktem na okręgu takim, że oraz Wówczas czworokąt jest prostokątem wpisanym w okrąg, a zatem: , , .

Z twierdzenia Ptolemeusza dla czworokąta wpisanego w okrąg otrzymujemy zależność:

Podstawiając odpowiednie długości boków:

Stąd: , q.e.d.

Przez podobieństwo mały|„Trójkąty podobne”

Jest to jeden z dowodów podanych przez Euklidesa, wykorzystuje on podobieństwo trójkątów. Zauważmy, że na rysunku obok trójkąty: „duży” – „różowy” – i „niebieski” – są podobne.