李凌晨
求三角形的面積,初中使用公式S=1/2ah,到了高中,面積公式S=1/2absinC最常用.假如從向量的角度考慮,三角形的面積公式有沒有向量形式?用坐標(biāo)又如何表示呢?
在△ABC中,角A,B,C所對的邊分別為以a,b,c,設(shè)C(0,0),A(x1,y1),B(x2,y2),則CA=(x1,y1),CB=(x2,y2).
S= 1/2absinC
=1/2|CA| |CB|√1-cos2C
=1/2√(CA||CB|)2-(|CA||CB|cosC)2
=1/2√(|CA||CB|)2-(CA·CB)2.
這樣就推出了三角形面積公式的向量形式.
進(jìn)一步用向量的坐標(biāo)表示,就能推出三角形面積公式的坐標(biāo)形式:
S=1/2√(x12+y12)(x22+y22)- (x1x2+y1y2)2
=1/2√(x1y2-x2y1)2
=1/2|x1y2-x2y1|.
我特別喜歡聯(lián)想集團(tuán)的一句廣告詞:“如果沒有聯(lián)想,世界將會(huì)怎樣?”
觀察結(jié)構(gòu)“x1y2-x2y1”,我聯(lián)想到判定兩個(gè)向量平行的坐標(biāo)公式.
設(shè)a=(x1,y1),b=(x2,y2),若a//b,則x1y2=x2y1.
啊哈!
在△ABC中,當(dāng)C=0時(shí),S=0,x1y2-x2y1=0,即x1y2=x2y1,此時(shí)CA//CB.
到此,在S=1/2|x1y2-x2y1|與a//b的天涯海角中,當(dāng)S=0時(shí),式子“x1y2-x2y1”使兩者縮地成寸.也就是說,我們打通了三角形面積公式坐標(biāo)形式和判定兩向量平行坐標(biāo)式之間的關(guān)系,解釋了相同結(jié)構(gòu)“x1y2-x2y1”.
老師說,等到了高校會(huì)繼續(xù)學(xué)習(xí)向量的知識(shí),比如,向量的向量積a×b.與向量的數(shù)量積a·b不同的是,向量積a×b仍然是一個(gè)向量,模|a×b|=|x1y2-x2y1|.我們知道,若a·b=0,則a上b.所以,若a×b=0,則a//b.
最后又意外收獲判定向量平行的另一種方法,這趟探究之旅收獲滿滿!