△ABC=△IBC+△ICA+△IAB
より、△ABCは図に示された補助線によって3つの三角形に分割できます。三角形の内心円の中心から接線を引くと、その直線と三角形の辺は必ず直角を作りますので、ID, IE, IFが三角形の面積の公式における高さの役割になります。そして、このID, IE, IFは全て内接円の半径=rになります。
そのため、△ABCを分割した3つの三角形にそれぞれ面積の公式を当てはめると「△ABC=1/2(BC+CA+AB)r」を導くことができ、これを変形させて「1/r=(BC+CA+AB)/2S」…①も導けます。
一方、最初から△ABCの面積を「1/2×底辺×高さ」で表そうとしたのが下の3つの式ですね。これを②としましょう。各頂点と内心を結んだ直線と各辺はこれまた直角を作りますので、この式が成立します。
そして、BC×l=CA×m=AB×n=2S、つまり2個分の△ABC。長方形ですね。ここから「BC=2S/l, CA=2S/m, AB=2S/n」が導けます。これを③としましょう
あとは代入するだけです。
②に③を代入し、それを①に代入しましょう。