ベクトル(14)三角形の面積

こんにちは<Frank>です。

今日で136日目。今回学習する「三角形の面積」ではベクトルの内積
と三角比が登場します。基礎的な三角形の面積の求め方との融合で、
少々目が眩みそうです。

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・\(\vec{AB} = \vec{a}、\vec{AC} = \vec{b}\) とすると、\(\Delta ABC\) の面積 \(S\) は
 *\(S = \frac{1}{2}\sqrt{|\vec{a}|^{2}|\vec{b}|^{2} – (\vec{a}・\vec{b})^{2}}\)
・\(\vec{OA} = (a_{1}, a_{2})、\vec{OB} = (b_{1}, b_{2})\) のとき、\(\Delta OAB\) の面積 \(S\) は
 *\(S = \frac{1}{2}|a_{1}b_{2} – a_{2}b_{1}|\)

 (【出典】テキストもう一度高校数学の398ページ)

1つ目の面積の公式では \(S = \frac{1}{2}|\vec{a}||\vec{b}|sin\theta\) の公式が必要になります。
この計算方法を忘れていたので復習すると、

\(\Delta ABC\) において \(B\) 点から \(AC\) の辺に垂直に下しその接点を \(H\) と
し、\(AB\) と \(AC\) のなす角を \(\theta\) とします。

\(S = \frac{AC・BH}{2}・・・①\)

\(\sin\theta = \frac{BH}{|\vec{a}|}\) より
\(BH = |\vec{a}|sin\theta・・・②\)

②を①に代入すると、

\(S = \frac{1}{2}|\vec{a}||\vec{b}|sin\theta\)

となります。

それでは3点を頂点とする三角形の面積を求めてみましょう。いつ
ものように著作権を侵害しないように、例題の数字を変えて解法し
てみます。

3点 \(A(3, 1)、B(4, -1)、C(2, -2)\) を頂点とする \(\Delta ABC\) の面積
を求める。

始点を \(A\) として、

\(\vec{AB} = \vec{OB} – \vec{OA} = (4, 1) – (3, 1) = (1, 0)\)
\(\vec{AC} = \vec{OC} – \vec{OA} = (2, -2) – (3, 1) = (-1, -3)\)

よって、

\(S = \frac{1}{2}|a_{1}b_{2} – a_{2}b_{1}| = \frac{1}{2}|1・(-3) – 0・(-1)| = \frac{3}{2}\)(答)

となります。

三角形の面積って、いろんな求め方があるんですね。
驚きました ビクッ( ̄┏_┓ ̄;)!!

テキストの筆者、高橋一雄氏が仰るように、最初の面積の公式は
使い勝手が悪そうなので、私も2つ目の公式を使おうと思います。

次回はベクトルの最後の単元<点と直線の距離>です。
お楽しみに b^^)

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【高校数学(数ⅠA・数ⅡB・数ⅢC)を復習する】でもっと学習する b^^)
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【参考図書】『もう一度高校数学』(著者:高橋一雄氏)株式会社日本実業出版社

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Frank

Frank

■兵庫県立神戸商科大学・商経学部経済学科卒。総合商社勤務後、国際ビジネスコンサルタントとして独立。北米・中南米・オセアニア・東南アジア・欧州・アフリカ諸国等での駐在、インターナショナル・マイクロエレクトロニクス・アンド・システムズ国際会議での講演、米国および台湾新竹縣シリコンバレーでの表面実装技術テクニカル・アドバイザー、米国直接投資に関わる国際訴訟問題解決のためのアイスブレーカー、レザービジネスでの貿易顧問、木材輸入業での商談等、数多くのグローバルビジネスの経験を積む。■ビジネスコンサルティングに従事する傍ら、国連英検(UNATE)特A級・ビジネス英検(BEST)A級・ボランティア通訳検定(V通検)A級・看護英語試験(TOPEC)満点・日商ビジネス英検1級・観光英検1級・全商英検1級・英単語検定(単検)1級・実用英語技能検定(英検®)1級・通訳案内業国家資格を含む英語資格十冠を達成。イーラーニング講座開講後、ズーム・スカイプレッスンとの相乗効果で英検®1級合格者72名、全国通訳案内士国家試験合格者47名、TOEIC®990満点取得者6名やその他英語資格取得者を多数輩出。■《英会話講師への登龍門》として定着した筆者開講の[実践英語の達人クラス]では、プロの英会話講師や大学教授・講師、塾講師も受講。20名以上の上級英会話講師を育成。■goodbook出版主催の《2008年度出版登龍門》にて短編ラブロマンス小説『離れられなくなっちゃう』がグランプリ(大賞)を受賞、2009年1月商業出版にてデビュー。2012年5月には同じく商業出版にて長編社会派ミステリー小説『謎のルージュ』を出版。現在ペーパー版・Kindle版を合わせ全14作をアマゾンにて好評発売中。■趣味はバイクツーリング。メガツアラーの[Suzuki/GSX-1300R Hayabusa]を駆り、全国の海岸線を周遊。孤高の旅を満喫する。

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