四面体の外接球の半径を6辺の長さで表す

外接超球面の半径(以前は体積と間違って書いていた)
外接超球面の半径 - 球面倶楽部 零八式 mark II

四面体の体積を求めるオイラーの公式 - 球面倶楽部 零八式 mark II

四面体に対するユークリッド距離行列の行列式 - 球面倶楽部 零八式 mark II

を組合せると四面体の外接球の半径を6辺の長さで表現することができる.

四面体 {\rm O-ABC} において,{\rm OA}=a{\rm OB}=b{\rm OC}=c{\rm AB}=z{\rm BC}=x{\rm CA}=y とする.ここで x,y,za,b,c それぞれの対辺となっていることに注意.

このとき,外接球の半径 R
R=\sqrt{\dfrac{(ax+by+cz)(-ax+by+cz)(ax-by+cz)(ax+by-cz)}{2{\rm det} \begin{pmatrix} 2a^2 & a^2+b^2-z^2 & c^2+a^2-y^2 \\
a^2+b^2-z^2  &  2b^2 & b^2+c^2-x^2 \\ c^2+a^2-y^2 & b^2+c^2-x^2 & 2c^2 \\ \end{pmatrix}}}
となる.

この公式は,四面体の体積 V を利用すると,
R=\dfrac{1}{24V}\sqrt{(ax+by+cz)(-ax+by+cz)(ax-by+cz)(ax+by-cz)}
と簡潔に表現することができる.

R=\dfrac{1}{24V}\sqrt{2a^2b^2x^2y^2+2b^2c^2y^2z^2+2c^2a^2z^2x^2-a^4x^4-b^4y^4-c^4z^4}
まで変形しなくて良いか(ヘロンの公式の逆をいっている).