Paano mo mahanap ang lugar ng isang parallelogram na may vertices?

Paano mo mahanap ang lugar ng isang parallelogram na may vertices?
Anonim

Sagot:

Para sa parallelogram #A B C D# ang lugar ay

#S = | (x_B-x_A) * (y_D-y_A) - (y_B-y_A) * (x_D-x_A) | #

Paliwanag:

Ipagpalagay natin na ang ating parallelogram #A B C D# ay tinukoy ng mga coordinate ng apat na vertices nito - # x_A, y_A #, # x_B, y_B #, # x_C, y_C #, # x_D, y_D #.

Upang matukoy ang lugar ng aming parallelogram, kailangan namin ang haba ng base nito # | AB | # at ang altitude # | DH | # mula sa kaitaasan # D # upang ituro # H # sa gilid # AB # (yan ay, #DH_ | _AB #).

Una sa lahat, upang pasimplehin ang gawain, let's ilipat ito sa isang posisyon kapag ang kaitaasan nito # A # ay tumutugma sa pinagmulan ng mga coordinate. Ang lugar ay pareho, ngunit ang mga kalkulasyon ay magiging mas madali.

Kaya, gagawa kami ng sumusunod na pagbabago ng mga coordinate:

# U = x-x_A #

# V = y-y_A #

Pagkatapos ay ang (# U, V #) coordinates ng lahat ng vertices ay magiging:

#A U_A = 0, V_B = 0 #

#B U_B = x_B-x_A, V_B = y_B-y_A #

#C U_C = x_C-x_A, V_C = y_C-y_A #

#D U_D = x_D-x_A, V_D = y_D-y_A #

Ang aming parallelogram ngayon ay tinukoy ng dalawang vectors:

# p = (U_B, V_B) # at # q = (U_D, V_D) #

Tukuyin ang haba ng base # AB # bilang haba ng vector # p #:

# | AB | = sqrt (U_B ^ 2 + V_B ^ 2) #

Ang haba ng altitude # | DH | # maaaring ipahayag bilang # | AD | * sin (/ _ BAD) #.

Ang haba #AD# ang haba ng vector # q #:

# | AD | = sqrt (U_D ^ 2 + V_D ^ 2) #

Anggulo # / _ BAD # ay maaaring tinutukoy sa pamamagitan ng paggamit ng dalawang expression para sa scalar (dot) produkto ng vectors # p # at # q #:

# (p * q) = U_B * U_D + V_B * V_D = | p | * | q | * cos (/ _ BAD) #

mula saan

# cos ^ 2 (/ _ BAD) = (U_B * U_D + V_B * V_D) ^ 2 / (U_B ^ 2 + V_B ^ 2) * (U_D ^ 2 + V_D ^ 2) #

# sin ^ 2 (/ _ BAD) = 1-cos ^ 2 (/ _ BAD) = #

# = 1- (U_B * U_D + V_B * V_D) ^ 2 / (U_B ^ 2 + V_B ^ 2) * (U_D ^ 2 + V_D ^ 2) = #

# = (U_B * V_D-V_B * U_D) ^ 2 / (U_B ^ 2 + V_B ^ 2) * (U_D ^ 2 + V_D ^ 2) #

Ngayon alam namin ang lahat ng mga bahagi upang makalkula ang lugar:

Base # | AB | = sqrt (U_B ^ 2 + V_B ^ 2) #:

Altitude # | DH | = sqrt (U_D ^ 2 + V_D ^ 2) * | U_A * V_D-V_A * U_D | / sqrt (U_B ^ 2 + V_B ^ 2) * (U_D ^ 2 + V_D ^ 2) #

Ang lugar ay ang kanilang produkto:

#S = | AB | * | DH | = | U_B * V_D-V_B * U_D | #

Sa mga tuntunin ng orihinal na mga coordinate, ganito ang hitsura nito:

#S = | (x_B-x_A) * (y_D-y_A) - (y_B-y_A) * (x_D-x_A) | #

Sagot:

isa pang talakayan

Paliwanag:

Geometric proof

Isinasaalang-alang ang figure

madali naming maitatag ang formula para sa pagkalkula ng lugar ng isang parallelogram ABCD, kapag ang anumang tatlong vertex (sabihin A, B, D) ay kilala.

Dahil diagonal BD bisects ang parallelogram sa dalawang congruent tatsulok.

Ang lugar ng parallelogram ABCD

= 2 lugar ng tatsulok na ABD

= 2 lugar ng trapezium BAPQ + lugar ng bitag BQRD - lugar ng bitag DAPR

=2# 1/2 (AP + BQ) PQ + 1/2 (BQ + DR) QR-1/2 (AP + DR) PR #

= # (Y_A + Y_B) (X_B-X_A) + (Y_B + Y_D) (X_D-X_B) - (Y_A + Y_D) (X_D-X_A) #

=(Y_AX_A) -Y_BX_A + Y_BX_D + kanselahin (Y_DX_D) -cancel (Y_BX_B) -Y_AX_D-cancel (Y_DX_D) + kanselahin (Y_AX_A) + Y_DX_A #

=#Y_A (X_B_X_D) + Y_B (X_D-XA) + Y_D (X_A-X_B) #

Ang formula na ito ay magbibigay sa lugar ng parallelogram.

Patunay na isinasaalang-alang ang vector

Maaari din itong maitatago #vec (AB) # at# vec (AD) #

Ngayon

Posisyon ng vector ng punto A w.r, t ang pinagmulan O, #vec (OA) = X_Ahati + Y_Ahatj #

Posisyon ng vector ng punto B w.r, t ang pinanggalingan O, #vec (OB) = X_Bhati + Y_Bhatj #

Posisyon ng vector ng punto D w.r, t ang pinanggalingan O, #vec (OD) = X_Dhati + Y_Dhatj #

Ngayon

Lugar ng Parallelogram ABCD

# = Base (AD) * Taas (BE) = AD * h #

# = AD * ABsintheta = | vec (AD) Xvec (AB) | #

Muli

#vec (AD) = vec (OD) -vec (OA) = (X_D-X_A) hati + (Y_D-Y_A) hatj #

#vec (AB) = vec (OB) -vec (OA) = (X_B-X_A) hati + (Y_B-Y_A) hatj #

#vec (AD) #X#vec (AB) = (X_D-X_A) (Y_B-Y_A) - (X_B-X_A) (Y_D-Y_A) hatk #

Area = # | vec (AD) #X#vec (AB) | #

=# | Y_BX_D-Y_BX_A-Y_AX_D + kanselahin (Y_AX_A) -Y_DX_B + Y_DX_A + Y_AX_B-cancel (Y_AX_A) | #

=# | Y_BX_D-Y_BX_A-Y_AX_D-Y_DX_B + Y_DX_A + Y_AX_B | #

=# | Y_BX_D-Y_BX_A-Y_AX_D-Y_DX_B + Y_DX_A + Y_AX_B | #

=# | Y_A (X_B_X_D) + Y_B (X_D-XA) + Y_D (X_A-X_B) | #

Sa gayon kami ay may parehong pormula