■ブレットシュナイダーの公式(その3)

 4辺の長さを与えても四角形の形は決まらないので,d1,d2を消去することは期待できないが,四角形が円に内接するときなどは可能かもしれない.また,

  S=1/2・absinα+1/2・cdsinγ

  S=1/2・bcsinβ+1/2・dasinδ

であるから,d1,d2の一方だけにできるかもしれない.もう少し粘ってみたい.

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 円に内接する場合,

  S=1/2・d1d2sinφ=1/2・(ac+bd)sinφ

 また,

  4a^2b^2sin^2α=4a^2b^2−(a^2+b^2−d1^2)

  4c^2d^2sin^2γ=4c^2d^2−(c^2+d^2−d1^2)

  S=1/2・absinα+1/2・cdsinγ

符号を無視すると

=1/4{4a^2b^2−(a^2+b^2−d1^2)}^1/2+1/4{4c^2d^2−(c^2+d^2−d1^2)}^1/2

 これは4辺の長さと一本の対角線の長さを与えれば,四角形の形が決まること等価である.

 同様に

  4b^2c^2sin^2β=4b^2c^2−(b^2+c^2−d2^2)

  4d^2a^2sin^2δ=4d^2a^2−(d^2+a^2−d2^2)

  S=1/2・bcsinβ+1/2・dasinδ

符号を無視すると

=1/4{4b^2c^2−(b^2+c^2−d2^2)}^1/2+1/4{4d^2a^2−(d^2+a^2−d2^2)}^1/2

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[補]四角形については,プトレマイオス(トレミー)の定理「円に内接する四角形の対角線の積は,対辺の積の和に等しい」がある.

  AC・BD=AB・CD+BC・DA

 この定理において,もし四角形が長方形ならば

  AC^2=AB^2+BC^2

となり,ピタゴラスの定理に帰着する.

 また,4点が同一円周上にないとき,不等式

  AC・BD<AB・CD+BC・DA

が成り立つ.

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