2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




 
 Посчитать площадь треугольника с помощью матрицы
Сообщение17.04.2011, 03:26 
Аватара пользователя
Вот есть координаты: (3, -11), (-11, 4), (18, 13)
Как посчитать площадь треугольника через матрицу (детерминант) в данном случае?
Не могу понять теорию.
Спасибо.

 
 
 
 Re: Посчитать площадь треугольника с помощью матрицы
Сообщение17.04.2011, 04:17 
Аватара пользователя
Что именно Вам не понятно?

 
 
 
 Re: Посчитать площадь треугольника с помощью матрицы
Сообщение17.04.2011, 07:33 
про векторное произведение слышали?

 
 
 
 Re: Посчитать площадь треугольника с помощью матрицы
Сообщение17.04.2011, 08:31 
Аватара пользователя
Теорию можно и полезно вывести самому.
Начать с площади параллелограмма, натянутого на два вектора. Площадь вначале посчитать чисто геометрически как произведение основания на высоту и выразить всё через координаты векторов. Подумать об ориентированной площади. "Упаковать" формулу в детерминант второго порядка.
Затем посмотреть, как координаты векторов получаются из координат точек.
Наконец, представить, из какого детерминанта третьего порядка может получиться найденный детерминант второго порядка.
Ну а площадь треугольника равна половине площади соответствующего параллелограмма.
А потом посмотреть, как эти формулы выводятся в учебнике и похвастаться, что у Вас короче и понятнее. :-)

 
 
 
 Re: Посчитать площадь треугольника с помощью матрицы
Сообщение17.04.2011, 09:06 
А еще можно забыть не только про векторное произведение, но даже про вектора.

Впишите Ваш треугольник в прямоугольник, стороны которого параллельны координатным осям. Площадь этого прямоугольника, очевидно, равна $(x_3-x_2)(y_3-y_1)$. Остается вычесть площади трех прямоугольных треугольников. Площадь первого равна $\frac12(x_3-x_1)(y_3-y_1)$. И т.д. После приведения подобных неожиданно обнаружится, что у Вас с точностью до знака получилось разложение детерминанта $$\frac12\left|\begin{array}{ccc}1&1&1\\x_1&x_2&x_3\\y_1&y_2&y_3\end{array}\right|$$

 
 
 
 Re: Посчитать площадь треугольника с помощью матрицы
Сообщение17.04.2011, 09:57 
VAL в сообщении #435746 писал(а):
Остается вычесть площади трех прямоугольных треугольников.

Во-первых, тут есть некоторый элемент жульничества: а что, если вершины расположены иначе?... Но это я так, ладно.

Во-вторых, если уж выводить по-сермяжному, то всё гораздо проще. Проводим горизонтальную линию из средней по высоте вершины, рассекающую треугольник на два треугольничка -- верхний и нижний. Высоты этих треугольничков нам известны. А общее основание легко находится, скажем, из уравнения той стороны большого треугольника, в которую оно (основание) упирается; ну или, что то же, можно найти горизонтальную координату точки искомой точки пересечения из пропорции, определяемой известными вертикальными координатами трёх точек. И единственный нетривиальный момент во всём этом (при любом подходе) -- это угадать в полученном простеньком выражении тот самый определитель.

 
 
 
 Re: Посчитать площадь треугольника с помощью матрицы
Сообщение17.04.2011, 12:28 
ewert в сообщении #435766 писал(а):
VAL в сообщении #435746 писал(а):
Остается вычесть площади трех прямоугольных треугольников.

Во-первых, тут есть некоторый элемент жульничества:
На "некий фокус" согласен. На "жульничество" - нет.
Цитата:
а что, если вершины расположены иначе?...
Все равно получится определитель. Правда, случаи перебирать долго.
Цитата:
Во-вторых, если уж выводить по-сермяжному, то всё гораздо проще. Проводим горизонтальную линию из средней по высоте вершины, рассекающую треугольник на два треугольничка -- верхний и нижний...
Можно и так.

 
 
 
 Re: Посчитать площадь треугольника с помощью матрицы
Сообщение17.04.2011, 13:22 
Еще можно предложить формулу Пика)) правда там определителей нет

 
 
 
 Re: Посчитать площадь треугольника с помощью матрицы
Сообщение17.04.2011, 19:25 
Вот простой практический способ. Нарисуем на клетчатой бумаге параллелограмм в два раза большей площади. Вырежем его, а затем разрежем его по линиям сетки на мелкие кусочки. А потом будем собирать пазл в виде какого-нибудь прямоугольника. Собравши, посчитаем его площадь по всем известной школьной формуле. Вот и всё. И никаких определителей. Зачем они вообще нужны?

 
 
 
 Re: Посчитать площадь треугольника с помощью матрицы
Сообщение17.04.2011, 23:56 
nnosipov в сообщении #435972 писал(а):
И никаких определителей. Зачем они вообще нужны?

Они нужны просто по условию задачи. Автору, если я правильно понял, начальство приказало: кровь из носу -- но чтоб через определители. А с начальством не спорят. Если у того начальства для своих бздыков есть хоть какие-то основания; а тут -- в общем, да, хоть какие-то, но есть.

А вот пазлствовать в ситуации, когда есть шаблонные и при том вполне прозрачные подходы -- на мой взгляд, не вполне хорошо.

 
 
 
 Re: Посчитать площадь треугольника с помощью матрицы
Сообщение18.04.2011, 02:29 
ewert в сообщении #436117 писал(а):
А вот пазлствовать в ситуации, когда есть шаблонные и при том вполне прозрачные подходы -- на мой взгляд, не вполне хорошо.

Да это шутка была. А определители пусть учит, вдруг да пригодятся.

 
 
 [ Сообщений: 11 ] 


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group