不规则凸多边形面积公式与计算方法的探究
报道报导-当代文学
不规则凸多边形面积公式与计算方法的探究
在我们的学习生活中,并不是全都像我们现
在所学的正三角形,
正四边形,正多边形等等比较规则的图形,还有许许多多不规则
的多边形,
那么,对于此类图形的面积我们应该如何去求?对于
常见的任意三角形或四边形,除了我们学过的底乘高
的计算方法
外,还有没有其它的计算方法?我们下面就来探究这些问题。
我们先从最简单的三角形开始。如右图所示, A
通过探究发现,三角形的面积不仅可以用底
乘高来计算,还可以用三角函数进行直观的
表述。当然这我们还没有学到,这是高中的 B H C
内容。如图所示,S=1/2bc*ah,这是最简单的,但
它的面积还可以表示成S=
1<
br>2
AB BCsinABC,sin
表示正弦,即直角三角行的对边比斜边,在这道题中
就是AH/
AB。,用文字表述就是三角形的面积等于两边的乘积及其夹角
的正弦值的乘积的二
分之一。由此,我们拓展到求任意四边形的
面积,探究一下任意四边形的面积的求法。
我们知
道,任意四边形都可以分割成两个三角形,从而通过求
两个三角形面积的和的办法来实现,那么,除了分
割及我们学过
的方法之外,还有没有其它的方法呢?我们可能会想到先把它补
成规则的四边形,
然后通过相减的方法去做,这样的确可以,而
且在和直角坐标系结合起来解决问题也是一种有效的方法,
而且
补割法再求多边形的面积的应用中常常有无法替代的作用,这个
我们后面再
探究。如果我们结合向量的知识,把眼光放的更远一
些,就会发现还会找到新的方法来表示平行四边形的
面积。那就
是向量的叉乘运算。但由于我的知识储备有限,我们还没有对向
量进行太多的学习,
加上向量的叉乘又是大学线性代数与解析几
何的内容,我也看不懂,不过可以大概介绍一下,如图所示,
a×b=AB*ACsinABC,结合前面所介绍的,它正 B
好是平行四边形的面积的表达式,不过书中a
说要根据右手系判断方向,而且是三维的,
这个我就无能为力了,我们下边主要探讨多边形面积的求法。
如图所示,许许多多形形色色的多边形(凸多边形),我们
应该如何去求它们的面积呢?
除了常见的的割补法外,我给出多边形面积的求解公式。任意多
边形的面
积公式用文字表述为逆时针坐标乘积减顺时针坐标乘
积。例如:
这是验证五角形面积的求解。我们探讨如何去证明。
证明如下:
由此,对于n边,我们可以归纳出如下公式:
通过对n边形面积公式的探究,我们发现,很多问题和坐标
系都可以
结合起来,通过坐标代数的方法解决,这也许就是数学
的奇妙之处,通过此次探究,使我了解到数学不但
奇妙,而且博
大精深,我们现在学习的知识简直是九牛一毛,不,连毛都算不
上,这告诉我们,
我们的路还很远很远,万不可骄傲和妄自菲薄,
须潜下心来,戒骄戒躁,努力学习,向着更高的境界迈进
。