この公式の証明にあたっては
四角形 ABCD の外接円の半径が 1 の場合に
証明すれば十分でしょう。

四角形 ABCD の外接円の中心を O とし
B は A を O を中心として 4α 回転
C は B を O を中心として 4β 回転
D は C を O を中心として 4γ 回転
A は D を O を中心として 4δ 回転
(ただし α + β + γ + δ = 90°)
したものとする。このとき

a = 2 sin 2α
b = 2 sin 2β
c = 2 sin 2γ
d = 2 sin 2δ
s = sin 2α + sin 2β + sin 2γ + sin 2δ である。

s-a = - sin 2α + sin 2β + sin 2γ + sin 2δ
s-b = sin 2α - sin 2β + sin 2γ + sin 2δ
なので
(s-a)(s-b) = (sin 2γ + sin 2δ)2 - (sin 2α - sin 2β)2 である。

sin 2α - sin 2β = 2cos(α + β) sin(α - β) で
sin 2γ + sin 2δ = 2sin( γ + δ) cos( γ - δ) = 2cos(α + β) cos( γ - δ)
(α + β + γ + δ = 90°より) なので

(s-a)(s-b) = (2cos(α + β))2 ((cos( γ - δ))2 -(sin(α - β))2) を得る。

同様に
(s-c)(s-d) = (2cos(γ + δ))2 ((cos( α - β))2 -(sin(γ - δ))2) を得る。  
続く   戻る