■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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