平行四边形的面积公式是如何推导的?

本文介绍如何使用几何画板软件动态演示平行四边形面积公式的推导过程,通过绘制和平移线段,创建操作按钮来实现图形的变化。

平行四边形是中学时代要接触的一个基本几何图形,在学习该图形的几何知识时,最难掌握的就是推导它的面积公式,对于平行四边形的面积公式,可以这样理解:把平行四边形沿高剪开,拼成一个长方形,拼成长方形的长等于原平行四边形的底,拼成长方形的宽等于原平行四边形的高,因为长方形的面积=长×宽,所以平行四边形的面积=底×高 。为了能在课堂上动态演示给学生们观看,可以借助专业的几何绘图软件几何画板来进行演示,下面就一起来学习具体操作技巧。

几何画板免费版获取地址http://wm.makeding.com/iclk/?zoneid=13398

平行四边形面积公式推导课件模板样图:

推导平行四边形面积公式 
在几何画板中演示平行四边形面积公式推导过程

该课件的操作步骤如下:

1.新建一个几何画板文件。选择“线段工具”,绘制出线段AB、线段BC。选取点B、点C,选择“变换”—“标记向量”命令。选择点A,选择“变换”—“平移”命令,得到点A'。

2.将点A'更改为D,绘制出线段AD、线段CD。在线段AD上绘制出一点E,隐藏线段BC,绘制出射线BC。选取点A、点E和射线BC,选择“构造”—“垂线”命令,过点A、点E绘制出射线BC的垂线,并相交于点F、点G。

3.隐藏直线AF、EG,选择“线段工具”,绘制出线段AF、EG。选择“点工具”,在线段EG上绘制出一点H,隐藏线段EG。选中点A、点B,选择“变换”—“标记变量”命令。选中点E,选择“变换”—“平移”命令。得到E'点。绘制出线段EE'、HE、E'G。

4.选中点E、A,选择“编辑”—“操作类按钮”—“移动”命令。在弹出的对话框中,速度设置为“高速”,点击“确定”即可。在绘图区左上角出现“从E→A移动”的按钮。同样方法,设置“从E→D移动”,速度设置为“慢速”;“从H→E移动”,速度设置为“高速”;“从H→G移动”,速度设置为“慢速”。

5.选中线段AF和点F,选择“编辑”—“操作类按钮”—“隐藏显示”命令,得到“隐藏对象”按钮。

6.选中“从E→A移动”、“隐藏对象”、“从H→E移动”三个按钮,选择“编辑”—“操作类按钮”—“系列”命令。在弹出的对话框中,“系列按钮”标签栏选择“同时执行”命令标签栏更名为“复位”。

7.点击“隐藏对象”命令后,变成“显示对象”。选中“从E→D移动”、“显示对象”按钮,然后选择“编辑”—“操作类按钮”—“系列”命令。在弹出的对话框中,“系列按钮”标签栏选择“同时执行”命令。标签栏更名为“拼补”。

8.双击“从H→G移动”的按钮,在标签栏中更改为“作高”,点击确定即可。

按照以上步骤操作,我们就可以利用几何画板轻松地推导出平行四边形的面积公式。从而方便学生的观看。

以上课件转载自:http://www.jihehuaban.com.cn/rumenji/pingxingsibianxing-mianji.html

### 计算三角形和平行四边形面积 #### 三角形面积计算方法 对于给定的三个顶点 \( p_1(x_1,y_1),\ p_2(x_2,y_2)\ 和 \ p_3(x_3,y_3) \),可以利用行列式的性质来求解三角形的有向(带符号)面积。该公式推导基于向量叉乘的概念,具体表达式如下: \[ A_{triangle}=\frac{1}{2}\left| x_1(y_2-y_3)+x_2(y_3-y_1)+x_3(y_1-y_2) \right| \] 此公式能够帮助判断三点之间的相对位置关系以及所构成图形的真实大小[^3]。 下面是采用上述原理编写的 C++ 函数用于返回任意指定坐标系下三定点围成区域的实际尺寸: ```cpp #include <cmath> // For abs function double triangleArea(double x1, double y1, double x2, double y2, double x3, double y3){ return fabs((x1*(y2-y3) + x2*(y3-y1)+ x3*(y1-y2))/2.0); } ``` #### 平行四边形面积计算方法 当已知平行四边形相邻两边及其夹角或者两组对边长度时可以直接应用相应几何公式;然而,在仅有四个端点坐标的条件下,则需先转换为两个不重合矢量再做处理。设有一平行四边形 ABCD ,其中 AB=a=(x_b-x_a , y_b-y_a ) 及 AD=b=(x_d-x_a , y_d-y_a ), 那么其覆盖范围可通过下面的方式得出: \[A_{parallelogram}=|\vec a × \vec b|=|(x_b-x_a)(y_d-y_a)-(x_d-x_a)(y_b-y_a)|\] 这里使用的是二维空间内的向量积运算规则[^4]。 以下是对应的 C++ 实现代码片段: ```cpp double parallelogramArea(double xa,double ya, double xb,double yb, double xc,double yc, double xd,double yd){ double ab_x = xb - xa; double ab_y = yb - ya; double ad_x = xd - xa; double ad_y = yd - ya; return fabs(ab_x*ad_y-ab_y*ad_x); } ``` 以上就是关于如何运用编程手段解决平面多边形度量问题的具体介绍。
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