(1)は求める内積が現れるように式を変形します．
(2)は(1)を使います．
(3)は分点公式が現れるように工夫します．
(4)は四角形を2つの三角形に分割します．(3)での情報を使うと1つの三角形の面積の計算で済ませることができます．