円に内接する四角形ABCDがある。
|AB|=a,|BC|=b,|CD|=c,|DA|=d,角ABC=θ
とするとき、この四角形の面積Sは、
S=\(\sqrt{\quad}\)(s-a)(s-b)(s-c)(s-d) であることを証明せよ。
ただし、2S=a+b+c+d である。
という問題がさっぱりです・・。宜しくお願いします。
★希望★完全解答★
円に内接する四角形ABCDがある。
|AB|=a,|BC|=b,|CD|=c,|DA|=d,角ABC=θ
とするとき、この四角形の面積Sは、
S=\(\sqrt{\quad}\)(s-a)(s-b)(s-c)(s-d) であることを証明せよ。
ただし、2S=a+b+c+d である。
という問題がさっぱりです・・。宜しくお願いします。
★希望★完全解答★
四角形ABCDは円に内接するから
∠ABC=θより∠ADC=180°-θ
△ABCにおいて余弦定理より
A\(C^{2}\)=\(a^{2}\)+\(b^{2}\)-2abcosθ・・・①
△ADCにおいて同様に
A\(C^{2}\)=\(c^{2}\)+\(d^{2}\)-2cdcos(180°-θ)
=\(c^{2}\)+\(c^{2}\)+2cdcosθ・・・②
①②より
\(a^{2}\)+\(b^{2}\)-2abcosθ=\(c^{2}\)+\(d^{2}\)+2cdcosθ
∴cosθ=(\(a^{2}\)+\(b^{2}\)-\(c^{2}\)-\(d^{2}\))/{2(ab+cd)}
si\(n^{2}\)θ=1-co\(s^{2}\)θとa+b+c+d=2sより
(途中計算省略)
si\(n^{2}\)θ=4(s-a)(s-b)(s-c)(s-d)/(ab+cd\()^{2}\)
0<θ<180°よりsinθ>0
∴sinθ=2\(\sqrt{\quad}\){(s-a)(s-b)(s-c)(s-d)}/(ab+cd)
S=△ABC+△adc
=(\(\frac{1}{2}\))absinθ+(\(\frac{1}{2}\))cdsin(180°-θ)
=(\(\frac{1}{2}\))(ab+cd)sinθ
=\(\sqrt{\quad}\)(s-a)(s-b)(s-c)(s-d) (証明終り)