基本形式
婆羅摩笈多公式的最簡單易記的形式,是圓內接四邊形面積計算。若圓內接四邊形的四邊長為 a, b, c, d,則其面積為:
![婆羅摩笈多公式](/img/b/293/wZwpmL3UTM0UzNygzNxMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL4czL2czLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
![婆羅摩笈多公式](/img/e/8f0/wZwpmL1IDM5ITMxEzMxYjM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLxMzLyEzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmL0E2LvoDc0RHa.jpg)
其中 s為半周長:
證明
圓內接四邊形的面積 = △ADB的面積 + △BDC的面積
![婆羅摩笈多公式](/img/5/ccb/wZwpmLwUDOzIDNwYTNxMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL2UzLwEzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
![婆羅摩笈多公式](/img/d/4bd/wZwpmLwQzMyIDM2gzNwMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL4czLzEzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
![婆羅摩笈多公式](/img/f/3be/wZwpmLxQjNzQTMzQzMxMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL0MzL1IzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
![婆羅摩笈多公式](/img/d/3c2/wZwpmL1EDN2gjN3cjNwMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL3YzLxQzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmL0E2LvoDc0RHa.jpg)
但由於ABCD是圓內接四邊形,因此 。故 。所以:(area為四邊形面積)
![婆羅摩笈多公式](/img/b/949/wZwpmL0QzN0MjM5kDMyMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL5AzLyczLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
對△ADB和△BDC利用餘弦定理,我們有:
![婆羅摩笈多公式](/img/8/fd1/wZwpmL1ATMyADMwkTNxMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL5UzLwAzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmL0E2LvoDc0RHa.jpg)
![婆羅摩笈多公式](/img/c/043/wZwpmL3YTNwkTOzAjNwMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLwYzLwczLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
代入 (這是由於 A和 C是互補角),並整理,得:
![婆羅摩笈多公式](/img/3/551/wZwpmL3ADNxQTM2YzNwMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL2czLyEzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
把這個等式代入面積的公式中,得:
![婆羅摩笈多公式](/img/4/c62/wZwpmL1cTNzQjN5YzMxMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL2MzLzQzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmL0E2LvoDc0RHa.jpg)
![婆羅摩笈多公式](/img/d/bd3/wZwpmL1ATMzcTO2YzNxMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL2czL4QzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
![婆羅摩笈多公式](/img/e/f24/wZwpmL0MDM5ATM4QTMzEzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL0EzL3czLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
![婆羅摩笈多公式](/img/8/628/wZwpmL1EjM2ATO3AzNwMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLwczL3AzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
它是 的形式,因此可以寫成 的形式:
![婆羅摩笈多公式](/img/7/f8b/wZwpmLxEzMyYTO5QTOwMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL0kzLzYzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
![婆羅摩笈多公式](/img/9/da4/wZwpmL3ATOyQzM1YDMxMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL2AzLzUzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
![婆羅摩笈多公式](/img/5/7b8/wZwpmL4MDN2gTN1MTOwMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLzkzLwQzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
![婆羅摩笈多公式](/img/3/5aa/wZwpmL2ITM0QzM2MzMxMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLzMzLwczLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
引入 ,
![婆羅摩笈多公式](/img/9/be9/wZwpmL0UDN5UjMwMTOwMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLzkzLwMzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
兩邊開平方,得:
![婆羅摩笈多公式](/img/9/336/wZwpmL4MDNxMzNzQDOxMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL0gzL1AzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
證畢。
一般情況
對一般四邊形的面積,擴展的婆羅摩笈多公式用到了四邊形的對角和:
![婆羅摩笈多公式](/img/5/d44/wZwpmLwYDM2YTO2AzNwMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLwczLxgzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
![婆羅摩笈多公式](/img/f/4a9/wZwpmLxgTM3kDO4UDMxMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL1AzL0gzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmL0E2LvoDc0RHa.jpg)
![婆羅摩笈多公式](/img/8/618/wZwpmLwgzN4ITOzYzNwMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL2czLyAzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
其中θ是四邊形一對角和的一半。(選取另一對角也不會影響答案,因其和的一半是π − θ。而 ,所以 。)
![婆羅摩笈多公式](/img/6/098/wZwpmLxgDM3ATO1UTOxMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL1kzL0MzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmL0E2LvoDc0RHa.jpg)
![婆羅摩笈多公式](/img/6/fc0/wZwpmLxYTN0IzM4UzMxMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL1MzL3UzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
![婆羅摩笈多公式](/img/d/cdd/wZwpmLzYjN4gjM2YzNxMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL2czLyUzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
因為圓內接四邊形的對角和為 ,而 ,所以項 為零,給出公式的基本形式。
相關定理
海倫公式給出三角形的面積。它是婆羅摩笈多公式取 d = 0的特殊情形。
婆羅摩笈多公式的基本形式和擴充形式,就像由勾股定理擴充至餘弦定理一般。