波罗蜜(ptolemy)定理指出,圆内接凸四边形两对对边乘积的和等于两条对角线的乘积。
波罗蜜定理的推论:任意凸四边形abcd,必有ac·bd≤ab·cd+ad·bc,当且仅当abcd四点共圆时取等号。
证明如下:在四边形abcd中,连接ac,作角abe=角acd,角bae=角cad
则三角形abe和三角形acd相似
所以be/cd=ab/ac,即be*ac=ab*cd(1)
又有比例式ab/ac=ae/ad
而角bac=角dae
所以三角形abc和三角形aed相似.
bc/ed=ac/ad即ed*ac=bc*ad(2)
(1)+(2),得
ac(be+ed)=ab*ce+ad*bc
又因为be+ed>=bd
所以命题得证
波罗蜜定理的逆定理同样成立:一个凸四边形两对对边乘积的和等于两条对角线的乘积,则这个凸四边形内接于一圆
推广及证明
*波罗蜜不等式:四边形的任两组对边乘积不小于另外一组对边的乘积,取等号当且仅当共圆或共线。
o简单的证明:复数恒等式:(a-b)(c-d)+(a-d)(b-c)=(a-c)(b-d),两边取模,得不等式,分析等号成立的条件。
o四点不限于同一平面。