Cho từ giác ABCD nội tiếp được và có các cạnh a,b,c,d. Diện tích tứ giác đó:
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi p là nửa chu vi tứ giác
Giả sử ABCD là tứ giác nội tiếp với độ dài cạnh là a,b,c,d
Khi đó:
\( \hat A + \hat C = {180^0} \to \sin C = \sin A;\cos C = - \cos A.\)
Ta có
\(\begin{array}{l} S = {S_{ABD}} + {S_{CDB}} = \frac{1}{2}ad\sin A + \frac{1}{2}bc\sin C\\ \Leftrightarrow 2S = (ad + bc)\sin A \to \sin A = \frac{{2S}}{{ad + bc}} \end{array}\)
Mặt khác, tam giác ABD có \( B{D^2} = {a^2} + {d^2} - 2ad\cos A\), còn tam giác CBD có \( B{D^2} = {b^2} + {c^2} - 2bc\cos C = {b^2} + {c^2} + 2bc\cos A\)
Suy ra
\( {a^2} + {d^2} - {b^2} - {c^2} = 2(ad + bc)\cos A \to \cos A = \frac{{{a^2} + {d^2} - {b^2} - {c^2}}}{{2(ad + bc)}}\)
Do
\( {\cos ^2}A + {\sin ^2}A = 1 \to 16{S^2} + {({a^2} + {d^2} - {b^2} - {c^2})^2} = 4{(ad + bc)^2}\)
Vậy
\(\begin{array}{l} 16{S^2} = {\left[ {2(ad + bc)} \right]^2} - {({a^2} + {d^2} - {b^2} - {c^2})^2}\\ = (2ad + 2bc + {a^2} + {d^2} - {b^2} - {c^2})(2ad + 2bc - {a^2} - {d^2} + {b^2} + {c^2})\\ = \left[ {{{(a + d)}^2} - {{(b - c)}^2}} \right]\left[ {{{(b + c)}^2} - {{(a - d)}^2}} \right]\\ = (a + d + b - c)(a + d - b + c)(b + c + a - d)(b + c - a + d)\\ = (2p - 2c)(2p - 2b)(2p - 2d)(2p - 2a)\\ = 16(p - a)(p - b)(p - c)(p - d)\\ \to S = \sqrt {(p - a)(p - b)(p - c)(p - d)} \end{array}\)