間違いしかありません.コメントにてご指摘いただければ幸いです(気が付いた点を特に断りなく頻繁に書き直していますのでご注意ください).

ブラーマグプタの公式

三角形 S_1 三角形 S_1: 多角形 A, B, D 三角形 S_1 三角形 S_1: 多角形 A, B, D 三角形 S_1 三角形 S_1: 多角形 A, B, D 三角形 S_1 三角形 S_1: 多角形 A, B, D 三角形 S_1 三角形 S_1: 多角形 A, B, D 三角形 S_1 三角形 S_1: 多角形 A, B, D 三角形 S_1 三角形 S_1: 多角形 A, B, D 三角形 S_1 三角形 S_1: 多角形 A, B, D 三角形 S_1 三角形 S_1: 多角形 A, B, D 三角形 S_1 三角形 S_1: 多角形 A, B, D 三角形 S_1 三角形 S_1: 多角形 A, B, D 三角形 S_2 三角形 S_2: 多角形 D, B, C 三角形 S_2 三角形 S_2: 多角形 D, B, C 三角形 S_2 三角形 S_2: 多角形 D, B, C 三角形 S_2 三角形 S_2: 多角形 D, B, C 三角形 S_2 三角形 S_2: 多角形 D, B, C 三角形 S_2 三角形 S_2: 多角形 D, B, C 三角形 S_2 三角形 S_2: 多角形 D, B, C 三角形 S_2 三角形 S_2: 多角形 D, B, C 三角形 S_2 三角形 S_2: 多角形 D, B, C 三角形 S_2 三角形 S_2: 多角形 D, B, C 三角形 S_2 三角形 S_2: 多角形 D, B, C 円 c_1 円 c_1: A, B, C を通る円 角度 α 角度 α: D, A, B の間の角度 角度 α 角度 α: D, A, B の間の角度 角度 β 角度 β: B, C, D の間の角度 角度 β 角度 β: B, C, D の間の角度 角度 γ 角度 γ: B, E, A の間の角度 角度 γ 角度 γ: B, E, A の間の角度 角度 δ 角度 δ: C, F, D の間の角度 角度 δ 角度 δ: C, F, D の間の角度 線分 a 線分 a: 線分 [A, B] 線分 a 線分 a: 線分 [A, B] 線分 a 線分 a: 線分 [A, B] 線分 a 線分 a: 線分 [A, B] 線分 a 線分 a: 線分 [A, B] 線分 a 線分 a: 線分 [A, B] 線分 b 線分 b: 線分 [B, C] 線分 b 線分 b: 線分 [B, C] 線分 b 線分 b: 線分 [B, C] 線分 b 線分 b: 線分 [B, C] 線分 b 線分 b: 線分 [B, C] 線分 b 線分 b: 線分 [B, C] 線分 c 線分 c: 線分 [C, D] 線分 c 線分 c: 線分 [C, D] 線分 c 線分 c: 線分 [C, D] 線分 c 線分 c: 線分 [C, D] 線分 c 線分 c: 線分 [C, D] 線分 c 線分 c: 線分 [C, D] 線分 d 線分 d: 線分 [D, A] 線分 d 線分 d: 線分 [D, A] 線分 d 線分 d: 線分 [D, A] 線分 d 線分 d: 線分 [D, A] 線分 d 線分 d: 線分 [D, A] 線分 d 線分 d: 線分 [D, A] 線分 f 線分 f: 線分 [B, D] 線分 i 線分 i: 線分 [B, E] 線分 k 線分 k: 線分 [D, F] 線分 l 線分 l: 線分 [B, F] 点 A A = (-2.99, 2.81) 点 A A = (-2.99, 2.81) 点 A A = (-2.99, 2.81) 点 A A = (-2.99, 2.81) 点 A A = (-2.99, 2.81) 点 A A = (-2.99, 2.81) 点 A A = (-2.99, 2.81) 点 B B = (2.79, 3.65) 点 B B = (2.79, 3.65) 点 B B = (2.79, 3.65) 点 B B = (2.79, 3.65) 点 B B = (2.79, 3.65) 点 B B = (2.79, 3.65) 点 B B = (2.79, 3.65) 点 C C = (3.72, 0.84) 点 C C = (3.72, 0.84) 点 C C = (3.72, 0.84) 点 C C = (3.72, 0.84) 点 C C = (3.72, 0.84) 点 C C = (3.72, 0.84) 点 C C = (3.72, 0.84) 点 D 点 D: c_1 上の点 点 D 点 D: c_1 上の点 点 D 点 D: c_1 上の点 点 D 点 D: c_1 上の点 点 D 点 D: c_1 上の点 点 D 点 D: c_1 上の点 点 D 点 D: c_1 上の点 点 E 点 E: g と d の共有点 点 E 点 E: g と d の共有点 点 E 点 E: g と d の共有点 点 E 点 E: g と d の共有点 点 E 点 E: g と d の共有点 点 E 点 E: g と d の共有点 点 E 点 E: g と d の共有点 点 F 点 F: j と h の共有点 点 F 点 F: j と h の共有点 点 F 点 F: j と h の共有点 点 F 点 F: j と h の共有点 点 F 点 F: j と h の共有点 点 F 点 F: j と h の共有点 点 F 点 F: j と h の共有点

余弦定理を組み合わせて対角線の長さを辺の長さだけで表す

$$\begin{eqnarray} |BD|^2&=&a^2+d^2-2ad\cos{(A)}\;\cdots\;余弦定理 \\&=&b^2+c^2-2bc\cos{(C)}\;\cdots\;余弦定理 \\&=&b^2+c^2-2bc\cos{(\pi-A)}\;\cdots\;A+C=\pi,\;C=\pi-A \\&&\cdots\;円に内接する四角形の向かい合う角の和は180度(=\pi) \\&=&b^2+c^2+2bc\cos{(A)}\;\cdots\;\cos{(\pi-x)}=-\cos{(x)} \end{eqnarray}$$ $$\begin{eqnarray} a^2+d^2-2ad\cos{(A)}&=&b^2+c^2+2bc\cos{(A)} \\a^2+d^2-b^2-c^2&=&2\left(ad+bc\right)\cos{(A)} \\\cos{(A)}&=&\frac{a^2+d^2-b^2-c^2}{2\left(ad+bc\right)} \end{eqnarray}$$

ブラーマグプタの公式

$$\begin{eqnarray} S=S_1+S_2&=&\frac{1}{2}|AD||BE|+\frac{1}{2}|BC||DF| \\&=&\frac{1}{2}|AD||AB|\sin{(A)}+\frac{1}{2}|BC||CD|\sin{(C)} \\&=&\frac{1}{2}da\sin{(A)}+\frac{1}{2}bc\sin{(A)}\;\cdots\;C=\pi-A,\;\sin{(\pi-x)}=\sin{(x)} \\&=&\frac{1}{2}\left(ad+bc\right)\sin{(A)} \end{eqnarray}$$ $$\begin{eqnarray} S^2&=&\left\{\frac{1}{2}\left(ad+bc\right)\sin{(A)}\right\}^2 \\&=&\left\{\frac{1}{2}\left(ad+bc\right)\sin{(A)}\right\}^2 \\&=&\frac{1}{4}\left(ad+bc\right)^2\sin^2{(A)} \\&=&\frac{1}{4}\left(ad+bc\right)^2\left\{1-\cos^2{(A)}\right\}\;\cdots\;\sin^2{(x )}+\cos^2{(x)}=1 \\&=&\frac{1}{4}\left(ad+bc\right)^2\left\{1-\left(\frac{a^2+d^2-b^2-c^2}{2\left(ad+bc\right)}\right)^2\right\} \;\cdots\;\cos{(A)}=\frac{a^2+d^2-b^2-c^2}{2\left(ad+bc\right)} \\&=&\frac{1}{4}\cancel{\left(ad+bc\right)^2} \frac{4\left(ad+bc\right)^2-\left(a^2+d^2-b^2-c^2\right)^2}{4\cancel{\left(ad+bc\right)^2}} \\&=&\frac{1}{16}\left\{4\left(ad+bc\right)^2-\left(a^2+d^2-b^2-c^2\right)^2\right\} \\&=&\frac{1}{16}\left\{2\left(ad+bc\right)+\left(a^2+d^2-b^2-c^2\right)\right\}\left\{2\left(ad+bc\right)-\left(a^2+d^2-b^2-c^2\right)\right\} \\&=&\frac{1}{16}\left\{\left(a^2+2ad+d^2\right)-\left(b^2-2bc+c^2\right)\right\}\left\{\left(b^2+2bc+c^2\right)-\left(a^2-2ad+d^2\right)\right\} \\&=&\frac{1}{16}\left\{\left(a+d\right)^2-\left(b-c\right)^2\right\}\left\{\left(b+c\right)^2-\left(a-d\right)^2\right\} \\&=&\frac{1}{16} \left\{ \left(a+d\right)+\left(b-c\right) \right\} \left\{ \left(a+d\right)-\left(b-c\right) \right\} \left\{ \left(b+c\right)+\left(a-d\right) \right\} \left\{ \left(b+c\right)-\left(a-d\right) \right\} \\&=&\frac{1}{16} \left(a+b-c+d\right) \left(a-b+c+d\right) \left(a+b+c-d\right) \left(-a+b+c+d\right) \\&=&\frac{1}{16} \left(-a+b+c+d\color{red}{+a-a}\color{black}{}\right) \left(a-b+c+d\color{red}{+b-b}\color{black}{}\right) \left(a+b-c+d\color{red}{+c-c}\color{black}{}\right) \left(a+b+c-d\color{red}{+d-d}\color{black}{}\right) \\&=& \frac{a+b+c+d-2a}{2} \frac{a+b+c+d-2b}{2} \frac{a+b+c+d-2c}{2} \frac{a+b+c+d-2d}{2} \\&=& \left(\frac{a+b+c+d}{2}-a\right) \left(\frac{a+b+c+d}{2}-b\right) \left(\frac{a+b+c+d}{2}-c\right) \left(\frac{a+b+c+d}{2}-d\right) \\&=& \left(s-a\right) \left(s-b\right) \left(s-c\right) \left(s-d\right)\;\cdots\;s=\frac{a+b+c+d}{2} \end{eqnarray}$$ $$\begin{eqnarray} S&=&\sqrt{\left(s-a\right)\left(s-b\right)\left(s-c\right)\left(s-d\right)}\;\cdots\;s=\frac{a+b+c+d}{2} \\\left.S\right|_{d=0}&=&\sqrt{\left(s-a\right)\left(s-b\right)\left(s-c\right)\left(s-0\right)}\;\cdots\;s=\frac{a+b+c+0}{2} \\&=&\sqrt{s\left(s-a\right)\left(s-b\right)\left(s-c\right)}\;\cdots\;s=\frac{a+b+c}{2}\;\cdots\;ヘロンの公式 \end{eqnarray}$$

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