452. Докажите, что площадь треугольника равна его полупериметру, умноженному на радиус вписанной окружности.
Указание. Соедините центр вписанной окружности с вершинами треугольника и сложите площади полученных треугольников.
Решение. Первый способ. Соединим центр
O
вписанной окружности радиуса
r
треугольника
ABC
с вершинами треугольника. Пусть
BC=a
,
AC=b
,
AB=c
. Тогда
S_{\triangle ABC}=S_{\triangle BOC}+S_{\triangle AOC}+S_{\triangle AOB}=

=\frac{1}{2}ar+\frac{1}{2}br+\frac{1}{2}cr=\frac{a+b+c}{2}r=pr,

где
p
— полупериметр треугольника.
Второй способ. На продолжениях стороны
BC
за точки
B
и
C
отложим отрезки соответственно
BP=AB
и
CQ=AC
. По теореме о внешнем угле треугольника углы при основании
AP
равнобедренного треугольника
ABP
равны половине угла
B
треугольника
ABC
, т. е. углу
OBA
. Значит,
BO\parallel AP
. Аналогично,
CO\parallel AQ
, поэтому треугольник
BOC
подобен треугольнику
PAQ
. Кроме того,
PQ=PB+BC+CQ=AB+BC+AC=2p,

где
p
— полупериметр треугольника
ABC
.
Пусть
AH
— высота треугольника
PAQ
,
AF=r
— высота треугольника
BOC
. Тогда из подобия
\frac{OF}{AH}=\frac{BC}{PQ}
, или
BC\cdot AH=OF\cdot PQ
. Следовательно,
S_{\triangle ABC}=\frac{1}{2}BC\cdot AH=\frac{1}{2}OF\cdot PQ=\frac{1}{2}r\cdot2p=rp.

Что и требовалось доказать

Примечание. Аналогичная формула верна для площади любого описанного многоугольника (см. задачу 523).