曹翁云
在平面直角坐標(biāo)系中求三角形的面積,一般要根據(jù)三角形各頂點(diǎn)的坐標(biāo),確定圖形的邊長和高,進(jìn)而利用面積公式求得.但根據(jù)三角形的三邊與坐標(biāo)軸的位置關(guān)系不同,求解面積的方法也有所區(qū)別.下面介紹三角形的三邊在平面直角坐標(biāo)系中不同情況下三角形面積的求法,以供大家參考.
一、求一邊在坐標(biāo)軸上的三角形的面積
當(dāng)三角形有一邊在x軸(或y軸)上時(shí),一般以x軸(或y軸)上的邊為底邊,其長等于x軸(或y軸)上兩個(gè)頂點(diǎn)橫坐標(biāo)(或縱坐標(biāo))差的絕對值,這邊上的高就等于另一個(gè)頂點(diǎn)縱坐標(biāo)(或橫坐標(biāo))的絕對值,然后直接利用三角形的面積公式求解.
例1如圖1,三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別是A(4,0),B(-2,0),C(2,4),求三角形ABC的面積.
分析:要求三角形的面積,需要分別求出其底邊及高.由圖1可知,三角形ABC的邊AB在x軸上,容易求得AB的長,而AB邊上的高,恰好是C點(diǎn)到x軸的距離,也就是C點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對值.
解:∵A(4,0),B(-2,0),∴AB=4-(-2)=6.
∵C(2,4),∴C點(diǎn)到x軸的距離,即AB邊上的高為4,
點(diǎn)評:當(dāng)三角形的兩個(gè)頂點(diǎn)同時(shí)在x軸(或y軸)上時(shí),求面積的關(guān)鍵就是求出三角形的高.這個(gè)距離就等于這個(gè)點(diǎn)的縱坐標(biāo)(或橫坐標(biāo))的絕對值.
二、求一邊平行于坐標(biāo)軸的三角形的面積
當(dāng)三角形中有一條邊與坐標(biāo)軸平行時(shí),我們解題的思路與例1相似,選擇平行于坐標(biāo)軸的線段作為底,這條邊的長等于兩個(gè)頂點(diǎn)橫坐標(biāo)(平行橫軸)或縱坐標(biāo)(平行縱軸)的差的絕對值;這條邊上的高則等于平行于坐標(biāo)軸的邊與第三個(gè)點(diǎn)的距離.
例2如圖2,已知A(-3,-2),B(3,-2),C(-2,2),求△ABC的面積.
分析:由于A、B兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)都是-2,所以線段AB平行于x軸,因此,我們以AB為三角形的底邊,過點(diǎn)C作CD⊥AB,垂足為D,再根據(jù)坐標(biāo)的意義分別求出AB的長和AB邊上的高CD的長,即可求出這個(gè)三角形的面積.
解:過點(diǎn)C作CD⊥AB,垂足為D,如圖2.
∵A(-3,-2),B(3,-2),∴AB=3+3=6 .
又∵C(-2,2),
∴點(diǎn)C到AB的距離為2+2=4,即AB邊上的高CD的長為4.
例3如圖3,三角形ABC三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為A(4,1),B(4,5),C(-1,2),求三角形ABC的面積.
分析:由A(4,1),B(4,5)兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)相同,可知邊AB與y軸平行,因而易求AB的長度.作AB邊上的高CD,則D點(diǎn)的橫坐標(biāo)與A點(diǎn)的橫坐標(biāo)相同,也是4,這樣就可求得線段CD的長,進(jìn)而可求得三角形ABC的面積.
解:∵A,B兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)相同,
∴邊AB∥y軸,∴AB=5-1=4.
作AB邊上的高CD,則D點(diǎn)的橫坐標(biāo)為4,
∴CD=4-(-1)=5,
點(diǎn)評:這兩類題目都是最基礎(chǔ)的求三角形面積問題,都可以直接利用三角形的面積公式求解.求底時(shí)一般選擇位于坐標(biāo)軸上或平行于坐標(biāo)軸的線段,利用兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)之差或橫坐標(biāo)之差得出邊長,關(guān)鍵點(diǎn)在于找到底邊對應(yīng)的高.
三、求直角坐標(biāo)系中任意三角形的面積
如果三角形三邊均不平行于坐標(biāo)軸,無法直接求邊長和高,我們通常采用割補(bǔ)法.用平行于坐標(biāo)軸的直線將三角形割補(bǔ)成“橫平豎直”的基本圖形,或?qū)⑷切窝a(bǔ)為長方形、直角梯形,運(yùn)用求差法計(jì)算三角形的面積;或?qū)⑷切畏指畛蓭讉€(gè)小直角三角形,運(yùn)用求和法求得原三角形的面積.
例4在平面直角坐標(biāo)系中,已知△ABC三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別是A(-3,-1),B(1,3),C(2,-3),求△ABC的面積.
分析:本題所求三角形的面積不易直接計(jì)算,可運(yùn)用分割法或形補(bǔ)法將三角形轉(zhuǎn)化為其他易于求解的圖形,通過求有關(guān)圖形面積的和或差求得原三角形的面積.
解法1:形補(bǔ)法.
如圖4,分別過B、C作y軸的垂線,再分別過A、C作x軸的垂線,組成矩形EFCR,
∵A(-3,-1),B(1,3),C(2,-3),
∴EH=FQ=3,EM=RN=3,F(xiàn)M=CN=3,RH=CQ=2,AM=1,
∴EA=3+1=4,RE=3+1=4,BR=2- 1=1,RC=3+3=6,CF=2+3=5,
點(diǎn)評:由于平面直角坐標(biāo)系的特殊性,水平線段和豎直線段的長度比較容易計(jì)算.當(dāng)所求三角形的面積不易直接計(jì)算時(shí),就可以利用割補(bǔ)法得到各種基本圖形的面積來進(jìn)行和差計(jì)算.
語數(shù)外學(xué)習(xí)·初中版2022年3期