■ブレットシュナイダーの公式(その9)

 (その7)の続き.

△=16(s−a)(s−b)(s−c)(s−d)

=(−a+b+c+d)(a−b+c+d)(a+b−c+d)(a+b+c−d)

={(c+d)^2−(a−b)^2}{(a+b)^2−(c−d)^2}

=(a+b)^2(c+d)^2−(c+d)^2(c−d)^2−(a+b)^2(a−b)^2+(a−b)^2(c−d)^2

={(a^2+b^2)(c^2+d^2)+2ab(c^2+d^2)+2cd(a^2+b^2)+4abcd}+{(a^2+b^2)(c^2+d^2)−2ab(c^2+d^2)+4abcd}−2cd(a^2+b^2)+4abcd}−(c^2−d^2)^2−(a^2−b^2)^2

=2(a^2+b^2)(c^2+d^2)+8abcd−(a^4+b^4+c^4+d^4)+2c^2d^2+2a^2b^2

=2(a^2c^2+a^2d^2+b^2c^2+b^2d^2+c^2d^2+a^2b^2)+8abcd−(a^4+b^4+c^4+d^4)

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0=a^2c^2+a^2d^2+b^2c^2+b^2d^2+d1^4−d1^2(a^2+b^2+c^2+d^2)

d1^4−d1^2(a^2+b^2+c^2+d^2)+(a^2+b^2)(c^2+d^2)=0

d1^2=1/2・{(a^2+b^2+c^2+d^2)+D1^1/2}

D1=(a^2+b^2+c^2+d^2)^2−4(a^2+b^2)(c^2+d^2)

=(a^2+b^2−c^2−d^2)^2

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

a^2+b^2>c^2+d^2のとき,d^1^2=a^2+b^2(大きい方)

a^2+b^2<c^2+d^2のとき,d^1^2=c^2+d^2(大きい方)

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

0=a^2b^2+b^2d^2+a^2c^2+c^2d^2+d2^4−d2^2(b^2+c^2+a^2+d^2)

d2^4−d2^2(a^2+b^2+c^2+d^2)+(a^2+d^2)(b^2+c^2)=0

d2^2=1/2・{(a^2+b^2+c^2+d^2)+D1^1/2}

D2=(a^2+b^2+c^2+d^2)^2−4(a^2+d^2)(b^2+c^2)

=(a^2−b^2−c^2+d^2)^2

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

a^2+d^2>b^2+c^2のとき,d2^2=a^2+d^2(大きい方)

a^2+d^2<b^2+c^2のとき,d2^2=b^2+c^2(大きい方)

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[まとめ]d1d2はこれらの組み合わせになるが,

  S=1/2・d1d2sinφ

より,対角線の交角は

  sin^2φ=4S^2/(d1d2)^2

により与えられる.

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