婆羅摩笈多公式

婆羅摩笈多公式

歐氏平面幾何中,婆羅摩笈多公式是用以計算四邊形的面積。它最常用於計算圓內接四邊形面積。

基本形式,證明,特殊情況,相關定理,

基本形式

婆羅摩笈多公式的最簡單易記的形式,是圓內接四邊形面積計算。若圓內接四邊形的四邊長為a, b, c, d,則其面積為:
其中s為半周長:

證明

圓內接四邊形的面積 = △ADB的面積 + △BDC的面積
婆羅摩笈多公式
但由於ABCD是圓內接四邊形,因此
。故
。所以:(area為四邊形面積)
對△ADB和△BDC利用餘弦定理,我們有:
代入
(這是由於AC是互補角),並整理,得:
把這個等式代入面積的公式中,得:
它是
的形式,因此可以寫成
的形式:
引入
兩邊開平方,得:
證畢。

特殊情況

對一般四邊形的面積,擴展的婆羅摩笈多公式用到了四邊形的對角和:
其中θ是四邊形一對角和的一半。(選取另一對角也可以,因其和的一半是π − θ。而因為
,所以
。)
因為圓內接四邊形的對角和為
,而
,所以項
為零,給出公式的基本形式。

相關定理

海倫公式給出三角形的面積。它是婆羅摩笈多公式取d = 0的特殊情形。
婆羅摩笈多公式的基本形式和擴充形式,就像由勾股定理擴充至餘弦定理一般。

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