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海伦公式求四边形面积证明

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导读 海伦公式是用来求解任意三角形面积的公式,但是它也可以用来求解。绿色圃中小学教育网百科专栏,提供全方位全领域的生活知识

海伦公式是用来求解任意三角形面积的公式,但是它也可以用来求解四边形面积。下面我们来证明海伦公式求解四边形面积的正确性。

首先,假设我们要求解的四边形的四个顶点依次为A、B、C、D,对角线AC和BD相交于点O。我们可以将四边形分成两个三角形ABC和ADC。

由于AC和BD互相垂直,所以AO和CO也互相垂直,同样BO和DO也互相垂直。我们可以将AO、BO、CO、DO分别表示为h1、h2、h3、h4,如图所示。

![四边形面积证明图](https://i.imgur.com/jhLcXfX.png)

我们可以通过海伦公式求解三角形ABC和ADC的面积,分别表示为S1和S2。那么整个四边形的面积可以表示为S1+S2。

现在我们来求解S1和S2的面积。海伦公式可以表示为:S = √(p(p-a)(p-b)(p-c)),其中a、b、c分别为三角形的三条边,p为半周长。

对于三角形ABC,它的半周长为(p1 = (AB + BC + AC)/2),三条边分别为AB、BC、AC,那么它的面积可以表示为:

S1 = √(p1(p1-AB)(p1-BC)(p1-AC))

同样地,对于三角形ADC,它的半周长为(p2 = (AD + DC + AC)/2),三条边分别为AD、DC、AC,那么它的面积可以表示为:

S2 = √(p2(p2-AD)(p2-DC)(p2-AC))

我们可以将p1和p2表示为:

p1 = (AB + BC + AC)/2 = (AB + AC + CD + DA)/2

p2 = (AD + DC + AC)/2 = (DA + CD + AC + CB)/2

将p1和p2带入S1和S2的公式中,我们得到:

S1 = √((AB + AC + CD + DA)/2 × (AB + AC + CD - DA)/2 × (AB + AC - BC + DA)/2 × (BC + AC + CD - AB)/2)

S2 = √((DA + CD + AC + CB)/2 × (DA + CD + AC - CB)/2 × (DA + CB - AB + CD)/2 × (AB + AC + CD - DA)/2)

我们可以将S1和S2的公式进行化简,得到:

S1 = √((s-a)(s-b)(s-c+d)(s-c+d))/2

S2 = √((s-a+d-c)(s-a+d-c)(s-a)(s-b))/2

其中,s = (AB + BC + CD + DA)/2,表示整个四边形的半周长,d = BD,表示四边形的对角线长度。

将S1和S2的公式带入四边形面积的公式中,我们可以得到:

S = √((s-a)(s-b)(s-c+d)(s-c+d))/2 + √((s-a+d-c)(s-a+d-c)(s-a)(s-b))/2

将公式中的s、a、b、c、d分别表示为四边形的四条边和对角线的长度,我们可以得到:

S = √((s-a)(s-b)(s-c)(s-d))/2

这就是海伦公式求解四边形面积的公式。通过这个公式,我们可以方便地求解任意四边形的面积。