初心に帰り、原点を中心とする半径1の円周に内接する三角形ABCを考えてみます。平面上のどんな三角形も、この三角形ABCと相似になります。三角形ABCが鈍角三角形のときには、Aを通る直径が円周と交わる点をA'、BをB'、CをC'と書き換えると、三角形A’B’C’は鋭角三角形になります。そして、3つの角2A、2B、2Cを360度から引いた角がそれぞれ2A'、2B'、2C'になりますから、三角形ABCが鋭角三角形の場合を考えれば十分です。半径OA上に、OD=sin2Aとなる点Dをとり、対角線OEが直線OC上に、OFが半径OB上にくる平行四辺形ODEFをかきます。このとき、三角形ODEに正弦定理を用いると、DE=sin2B、
OE=sin2Cになりますから、ベクトルの和から、sin2Aa+sin2Bb+sin2Cc=0 (式1)
が成り立ちます。そこで、原点を平面上の任意の場所に移動し、外心の位置ベクトルをdとおくと、式1は、sin2A(a−d)+sin2B(b−d)+sin2C(c−d)=0
と書き直せます。よって、
d=sin2A+sin2B+sin2Csin2Aa+sin2Bb+sin2Cc
「係数の和が1になる」のは、式1の同値変形からくるものですから、たとえばd=pa+qb+rc
とすれば、必ずp+q+r=1になります。