Русская Википедия:Соотношение Бретшнайдера

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Соотношение Бретшнайдера — соотношение в четырёхугольнике, аналог теоремы косинусов.

Формулировка

Файл:Tetragon measures.svg
Четырехугольник

Между сторонами a, b, c, d, углами <math>\alpha, \gamma,</math> противоположными друг другу, и диагоналями e, f простого (несамопересекающегося) четырёхугольника выполняется соотношение:

<math>e^2f^2=a^2c^2+b^2d^2-2abcd\cos(\alpha + \gamma).</math>

Замечание

  • Эквивалентные формулировки:
    <math>e^2f^2=(ac+bd)^2-4abcd\cos^2 \frac{\alpha + \gamma}{2},</math>
    <math>e^2f^2=(ac-bd)^2+4abcd\sin^2\frac{\alpha + \gamma}{2}.</math>

Доказательство

Шаблон:Hider

Следствия

  • Если четырёхугольник вырождается в треугольник (одна вершина попадает на сторону), то получается теорема Стюарта.
  • Если четырёхугольник вырождается в треугольник и одна вершина попадает на середину стороны, то с учётом равенства основного угла и дополнительного также получается Теорема Аполлония.
  • Если четырёхугольник вписан в окружность, то <math> \frac{\alpha + \gamma}{2}=\frac{\pi}{2} </math>. Тогда из предпоследней формулы выше следует первая теорема Птолемея: <math>ef=ac+bd</math>.
  • Если D — центр описанной окружности треугольника ABC, то Шаблон:Nums. Используя теорему об углах вписанных в окружность, получим теорему косинусов для треугольника ABC.

См. также

Литература

Шаблон:Rq

Шаблон:Многоугольники