Бретшнајдерова формула

Извор: testwiki
Пређи на навигацију Пређи на претрагу
Четвороугао

Бретшнајдерова формула се користи у геометрији за одређивање површине четвороугла, и гласи

P=(sa)(sb)(sc)(sd)abcdcos2α+γ2,

при чему су, a, b, c и d странице четвороугла, s је половина обима четвороугла, а α и γ наспрамни углови.

Бретшнајдерова формула даје површину четвороугла без обзира да ли је он тетиван или није.

Доказ

Ако се површина четвороугла означи са P, онда важи

P=povrsina BDC+povrsina ADB=12absinγ+12cdsinα

Одатле је

4P2=(ab)2sin2γ+(cd)2sin2α+2abcdsinαsinγ.

Према косинусној теореми важи

a2+b22abcosγ=c2+d22cdcosα,

пошто су обе стране израза једнаке квадрату дужине дијагонале BD.

Уколико се сабирци прегрупишу и обе стране квадрирају, једнакост се може записати на следећи начин:

14(c2+d2a2b2)2=(ab)2cos2γ+(cd)2cos2α2abcdcosαcosγ.

Сабирањем добијене једнакости са горњом формулом за 4P2 добија се

4P2+14(c2+d2a2b2)2=(ab)2+(cd)22abcdcos(α+γ).

После сређивања, биће:

16P2=4(a2b2+c2d2)(c2+d2a2b2)28abcdcos(α+γ).

Уколико се први члан збира са десне стране допуни до квадрата бинома, добија се:

16P2=4(ab+cd)2(c2+d2a2b2)28abcd[1+cos(α+γ)].

Ако се, затим, растави разлика квадрата са десне стране једнакости и ако се примени формула за половину угла на трећи сабирак, добија се:

16P2=[2(ab+cd)(c2+d2a2b2)][2(ab+cd)+(c2+d2a2b2)]16abcdcos2α+γ2,

односно

16P2=[(a+b)2(cd)2][(c+d)2(ab)2]16abcdcos2α+γ2.

Претходна једнакост може се записати и овако:

16P2=(a+b+cd)(a+bc+d)(c+d+ab)(c+da+b)16abcdcos2α+γ2.

Узевши у обзир да је полуобим четвороугла

s=a+b+c+d2,

добија се

16P2=16(sa)(sb)(sc)(sd)16abcdcos2α+γ2

одакле следи Бретшнајдерова формула.

Повезаност са другим формулама

Бретшнајдерова формула је уопштење формуле Брамагупте за површину тетивног четвороугла, а ова је уопштење Хероновог обрасца који се користи за израчунавање површине троугла.

Спољашње везе

Шаблон:Нормативна контрола