Малюнок № 7.14.

Для виведення третьої формули пригадаємо відому із шкільного курсу математики теорему косинусів: c²=a²+b²-2abcosg. Звідси маємо: cosg=(a²+b²-c²):2ab. Для виведення формули Герона скористаємося формулою S_D=¹/₂аbsing. Із шкільного курсу математики відомо, що sin²g=1-cos²g.Звідси: sin²g=1-cos²g=(1-cosg)(1+cosg)=(1-((a²+b²-c²):2ab))(1+((a²+b²-c²):2ab))=((2ab-a²-b²+c²):2ab)((2ab+a²+b²-c²):2ab). Оскільки 2ab-a²-b²=-(a²-2ab+b²)=-(a-b)² і 2ab+a²+b²=(a+b)², то дужки матимуть вигляд: ((с²-(a-b)²):2ab)(((a+b)²-с²):2ab)=¹/₄а²b²(с-а+b)(с+а-b)(а+b+с)(а+b-с)=¹/₄а²b²(а+b+с)(а+b-с)(а+с-b)(b+с-а). Якщо позначити а+b+с=2p, то а+b-с=2р-2с, а+с-b=2р-2b і b+с-а=2р-2а. Отже, маємо sin²g=2р2(р-а)2(р-b)2(р-с)/¹/₄а²b². Звідси sing=4/2аbÖ(р(р-а)(р-b)(р-с)). Таким чином, S=¹/₂²/_аbаbÖ(р(р-а)(р-b)(р-с))=Ö(р(р-а)(р-b)(р-с)), де р=¹/₂(а+b+c). Третю формулу виведено.

Теорема 6: площа паралелограма обчислюється за формулами: 1) S=ah, де а – довжина сторони, h – довжина висоти, опущеної на цю сторону; 2) S=absina, де а і b – довжини суміжних сторін паралелограма, a - кут між цими сторонами; 3) S=¹/₂d₁d₂sing, де d₁ і d₂ – діагоналі паралелограма, g - кут між діагоналями.

Доведення:

Для виведення першої формули проведемо діагональ ВД і висоту ВК (див. мал. № 7.15.). Діагональ ВД поділяє паралелограм АВСД на два рівних трикутника (DАВД=DВСД). Тоді S(АВСД)=S(DАВД)+S(DВСД)=2S(DАВД). Оскільки S(DАВД)=¹/₂АД×ВК, то S(АВСД)=2×¹/₂АД×ВК=АД×ВК. Позначивши АД=а, ВК=h, маємо S(АВСД)=а×h.

Для виведення другої формули врахуємо, що S(АВСД)=S(DАВД)+S(DВСД)=2S(DАВД), АВ=а, АД=b і ÐВАД=a. Знайдемо ВК із DАВК. ВК:АВ=sina. Оскільки S(DАВД)=¹/₂АД×ВК=¹/₂АД×АВsina, то S(АВСД)=а×bsina. Другу формулу також виведено.

Для виведення третьої формули проведемо у паралелограмі АВСД діагоналі АС=d₁, ВД=d₂ і позначимо ÐАОВ=g. Тоді ÐАОД=180°-g. S(АВСД)=2S(DАВД)=2S(DВОА)+2S(DАОД)=2¹/₂ВОАОsing+2¹/₂АООДsin(180°-g)=АО(ВОsing+ОДsin(180°-g)). Оскільки sin(180°-g)=sing, то S(АВСД)=АО(ВО+ОД)sing=АОВДsing=¹/₂АСВДsing. Врахувавши, що ВД=d₂ і АС=d₁, матимемо: S(АВСД)= ¹/₂АСВДsing=¹/₂d₁d₂. Теорему доведено повністю.

В С

а

А К b Д