Przejdź do treści

Pole trójkąta A = (−4, 1), B = (2, −3), C = (3, 4) ze wzoru z wyznacznikiem

Szkoła średnia łatwe

Oblicz pole trójkąta o wierzchołkach A=(−4,1)A = (-4, 1), B=(2,−3)B = (2, -3) i C=(3,4)C = (3, 4), a następnie długość wysokości opuszczonej z wierzchołka CC.

Rozwiązanie

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

Krok 1. Wektory z wierzchołka AA.

AB→=[2−(−4), −3−1]=[6,−4],AC→=[3−(−4), 4−1]=[7,3].\overrightarrow{AB} = [2 - (-4),\ -3 - 1] = [6, -4], \qquad \overrightarrow{AC} = [3 - (-4),\ 4 - 1] = [7, 3].

Krok 2. Wyznacznik.

det⁡(AB→,AC→)=6⋅3−(−4)⋅7=18+28=46.\det\left(\overrightarrow{AB}, \overrightarrow{AC}\right) = 6 \cdot 3 - (-4) \cdot 7 = 18 + 28 = 46.

Krok 3. Pole. P=12⋅∣46∣=23P = \frac{1}{2} \cdot |46| = 23.

−4−3−2−11−3−2−112 A B C [6, −4] [7, 3] x y
Trójkąt ABC i wektory AB = [6, −4], AC = [7, 3] zaczepione w A. Pole trójkąta to połowa modułu ich wyznacznika: ½ · 46 = 23.

Krok 4. Kontrola wzorem Herona. Kwadraty boków: ∣AB∣2=36+16=52|AB|^2 = 36 + 16 = 52, ∣AC∣2=49+9=58|AC|^2 = 49 + 9 = 58, ∣BC∣2=1+49=50|BC|^2 = 1 + 49 = 50. Wzór Herona w postaci z kwadratami boków, 16P2=2a2b2+2b2c2+2c2a2−a4−b4−c416P^2 = 2a^2b^2 + 2b^2c^2 + 2c^2a^2 - a^4 - b^4 - c^4, daje

16P2=2(52⋅58+58⋅50+50⋅52)−522−582−502=17 032−8568=8464,16P^2 = 2(52 \cdot 58 + 58 \cdot 50 + 50 \cdot 52) - 52^2 - 58^2 - 50^2 = 17\,032 - 8568 = 8464,

czyli P2=529P^2 = 529 i P=23P = 23. Wynik się zgadza - ale wyznacznik był wyraźnie krótszy.

Krok 5. Wysokość z CC. Wysokość opada na bok ABAB, więc z P=12∣AB∣⋅hCP = \frac{1}{2}|AB| \cdot h_C:

hC=2P∣AB∣=4652=46213=2313=231313.h_C = \frac{2P}{|AB|} = \frac{46}{\sqrt{52}} = \frac{46}{2\sqrt{13}} = \frac{23}{\sqrt{13}} = \frac{23\sqrt{13}}{13}.

Ten sam wynik daje wzór na odległość punktu CC od prostej AB ⁣:2x+3y+5=0AB\colon 2x + 3y + 5 = 0: ∣2⋅3+3⋅4+5∣13=2313\frac{|2 \cdot 3 + 3 \cdot 4 + 5|}{\sqrt{13}} = \frac{23}{\sqrt{13}}.

Odpowiedź. P=23P = 23, hC=231313≈6,38h_C = \frac{23\sqrt{13}}{13} \approx 6{,}38.