😊出会いの泉😊

多分うまい解き方があるのだろうと思いますが、
全く思いつかなかったのでゴリゴリ計算しました。

BE：ED=a：bのときt=a/(a+b)とすると
AE：EC=7t^2-4t+1：7t(1-t)
これより
(四角形ABCD)={(3t+1)/(7t^2-4t+1)}△ABD

ある角がθ、対辺がa、残る2辺の比がb：cである三角形の面積は
S=(a^2sinθ)/{2(b/c+c/b-2cosθ)}
であることから△ABD=3√3/14

よって四角形ABCDの面積は
(3√3)(3t+1)/{14(7t^2-4t+1)}
なので
(1)t=3/7を代入して6√3/7
(2)t=2/5を代入して165√3/182

解答ありがとうございます。
2つとも同じ値になっていました。
自分のやり方に較べ、遥かに簡略な方法でらすかるさんは求められています。

「簡略な方法」に見えるのは、おそらく「途中計算の大半を省略」したためかと思います。
公式っぽいものを出すだけで大変手間がかかっています。

△ABCにおいてAB：ACがb：cであるとし、∠A=θ、BC=aとする。
AB=bk、AC=ckとすると余弦定理により
a^2=b^2k^2+c^2k^2-2bck^2cosθ
これをkについて解くと
k=a/√(b^2+c^2-2bccosθ)
本問の場合はa=√3、b=1、c=2、θ=120°なので代入してkを求めると
k=√3/√(1+4+2)=√(3/7)=√21/7
∴AB=bk=√21/7、AC=ck=2√21/7
また
各辺の2乗は
a^2
(bk)^2=a^2b^2/(b^2+c^2-2bccosθ)
(ck)^2=a^2c^2/(b^2+c^2-2bccosθ)
簡略化のためt^2=b^2+c^2-2bccosθとすると
(bk)^2=a^2b^2/t^2
(ck)^2=a^2c^2/t^2
これを
# 各辺の長さの2乗をp,q,rとすると
# 三角形の面積はS=(1/4)√{2(pq+qr+rp)-(p^2+q^2+r^2)}
という変形ヘロンの公式に代入して整理すると
S=(1/4)√{2(pq+qr+rp)-(p^2+q^2+r^2)}
(途中計算省略)
=a^2/(4t^2)*√{(2b^2+2c^2-t^2)t^2-(b^2-c^2)^2}
=a^2/(4(b^2+c^2-2bccosθ))*√{(2b^2+2c^2-(b^2+c^2-2bccosθ))(b^2+c^2-2bccosθ)-(b^2-c^2)^2}
(途中計算省略)
=(a^2bcsinθ)/{2(b^2+c^2-2bccosθ)}
=(a^2sinθ)/{2(b/c+c/b-2cosθ)}

ここまでで
AB=√21/7、AC=2√21/7、S=(a^2sinθ)/{2(b/c+c/b-2cosθ)}
が得られました。

次にこれを座標に当てはめます。
円をx^2+y^2=1とし、
B(-√3/2,1/2)
D(√3/2,1/2)
Bを中心として半径が√(3/7)である円
(x+√3/2)^2+(y-1/2)^2=3/7
とx^2+y^2=1の交点を求めると
A(-3√3/14,13/14)
Eはt=0のときBに一致、t=1のときDに一致するように
E=B+t(D-B)=((t-1/2)√3,1/2)
とします。

Aを通る直線の式を
y=m(x+3√3/14)+13/14
とおくとy軸に平行な直線を表せず問題があるので
x=m(y-13/14)-3√3/14
とします。
これにE((t-1/2)√3,1/2)を代入してmを求めると
m=-(7t-2)/√3
よって直線の式は
x=-{(7t-2)/√3}(y-13/14)-3√3/14
=-(√3/42){9+(7t-2)(14y-13)}
これをx^2+y^2=1に代入してxを消去し、yの式を導出すると
(1/588){9+(7t-2)(14y-13)}^2+y^2=1
(途中計算省略)
28(7t^2-4t+1)y^2-4(7t-2)(13t-5)y+13(13t^2-10t+1)=0
∴y=13/14, (13t^2-10t+1)/{2(7t^2-4t+1)}
AEのy座標の差は13/14-1/2=3/7
ECのy座標の差は1/2-(13t^2-10t+1)/{2(7t^2-4t+1)}=3t(1-t)/(7t^2-4t+1)
よって
AE：EC=3/7：3t(1-t)/(7t^2-4t+1)
=(7t^2-4t+1)：7t(1-t)
なので
AE：AC=(7t^2-4t+1)：(7t^2-4t+1)+7t(1-t)
=7t^2-4t+1：3t+1
となり
(四角形ABCD)={(3t+1)/(7t^2-4t+1)}△ABC
が言えました。

これ、そんなにややこしいですかね？

円に内接する四角形ABCDとその対角線の交点Eについて、
AB*AD/AE = BC*BA/BE = CD*CB/CE = DA*DC/DE
が成り立ちます。
（証明は三角形の相似で一瞬）

BC*BA/BE = DA*DC/DE
の部分を使います。

事前に正弦定理で BD = √3 は出しておきます。

(1)
AB = x とすると、AD = 2x
CB = 3y とすると、CD = 2y
△ABDと△CBDに注目して、
余弦定理より 7x^2 = 7y^2 = 3
よって求める面積は S = (x^2 + 3y^2) * √3/2 = 6√3/7

(2)
AB = x とすると、AD = 2x
CB = 4y とすると、CD = 3y
△ABDと△CBDに注目して、
余弦定理より 7x^2 = 13y^2 = 3
よって求める面積は S = (x^2 + 6y^2) * √3/2 = 165√3/182

やはり簡単な解き方があったのですね。
全く思いつきませんでした。

> 円に内接する四角形ABCDとその対角線の交点Eについて、
> AB*AD/AE = BC*BA/BE = CD*CB/CE = DA*DC/DE
> が成り立ちます。
> （証明は三角形の相似で一瞬）

が面白く、この値が一体どんな値を取るのかを
(1)EはBDを3:4に内分する。
(2)EはBDを2:3に内分する。
の場合について調べると
(1)なら√3
(2)なら10*√(3/91)
が対応した。

そこでこの円に内接する四角形での設定を一般化して
半径Rの円に内接する四角形ABCDで
AD=k*AB,　∠BAD=θ
対角線AC,BDの交点をEとするとき
BE:ED=1:t
である時の
AB*AD/AE = BC*BA/BE = CD*CB/CE = DA*DC/DE
はどんな値を取るのかを求めることをしてみた。
その結果
2*k*(t+1)*R*sin(θ)/√(k^2+t^2+2*k*t*cos(θ))*(k^2-2*k*cos(θ)+1))
が上記の各比が一定の値となるものとなるようだ。

円に内接する四角形にトレミーの定理や、DD++氏が指摘した4つの各組での比の相等
などある意味美しい関係にバランスが保たれている姿が見れました。