已知三角形三顶点坐标,求三角形面积的表达式 找出求果园里的树的解决方案

时间:2023-01-09 10:01:18

已知直角坐标系3点p(a,b),m(c,d),n(e,f) 求三角形pmn面积

已知三角形三顶点坐标,求三角形面积的表达式 找出求果园里的树的解决方案

解:
无论三角形的顶点位置如何,△PMN总可以用一个直角梯形(或矩形)和两个直角三角形面积的和差来表示
而在直角坐标系中,已知直角梯形和直角三角形的顶点的坐标,其面积是比较好求的。
下面以一种情形来说明这个方法,其它情形方法一样,表达式也一样(表达式最好加上绝对值,确保是正值)
如图情形(P在上方,M在左下,N在右下),过P作X轴的平行线L,作MA⊥L,NB⊥L(设P在A、B之间)
则A、B的坐标是A(c,b),B(e,b)
所以PA=a-c,PB=e-a,AM=b-d,BN=b-f,AB=e-c
所以S△PMN=S梯形AMNB-S△PAM-S△PBN
=(b-d+b-f)(e-c)/2-(b-d)(a-c)/2-(b-f)(e-a)/2
=(ad+be+cf-af-bc-de)/2
(这就是http://baike.baidu.com/view/5670.html#8中用“行列式”表示三角形面积公式的展开式,用初中方法也可以得出这个结论。上面的解法在三个顶点位置变化时,严格讲要分别讨论解答,但在知道坐标的具体值的情形下,这种解答思路不论是何种情形,都是可以直接应用的)


果园里的树

果园里的树排列成矩阵。他们的x和y的坐标均是1~99的整数。输入若干个三角形,依次统计每个三角形内部和边界上共有多少棵树。

输入:
1.5 1.5 1.5 6.8 6.8 1.5
10.7 6.9 8.5 1.5 14.5 1.5

输出:

15 

17

此题用三角形有向面积来解,求有向面积2倍的函数为:

double area(double x0,double y0,double x1,double y1,double x2,double,y2)
{
      return x0*y1+x2*y0+x1*y2-x0*y2-x1*y0-x2*y1;
}

若求其面积,即没有方向的:则为fabs(S)/2;
可以用行列式来记住这个式子:

  |x0 y0 1|
2S=|x1 y1 1|=x0*y1+x2*y0+x1*y2-x2*y1-x0*y2-x1*y0;
  |x2 y2 1|

若三角形三个点按逆时针排列,则有向面积为正,否则为负。

对一个三角形ABC和平面上任意一点O:都有Sabc=Soab+Sobc+Soca;

判断点p是否在三角形内部或者是边界上的方法是:O点分出的三个三角形按oab,obc,oca的顺序得到的结果与原来的大三角形Sabc的同号或为0。

#include<stdio.h>
#include<math.h>

double area(double x0,double y0,double x1,double y1,double x2,double y2)
{
	return x0*y1 + x2*y0 + x1*y2 - x2*y1 - x0*y2 - x1*y0;
}

int main()
{
	double x1,y1,x2,y2,x3,y3;
	int x,y;
	int count;
	FILE *fp;
	if(fp)
	{
		printf("the file open is failure\n");
		return 1;
	}
	fp = fopen("5.4.3.txt","r");
	while(fscanf(fp,"%lf %lf %lf %lf %lf %lf",&x1,&y1,&x2,&y2,&x3,&y3) == 6)
	{
//		printf("x1 = %f, y1 = %f\n",x1,y1); 
//		printf("x2 = %f, y2 = %f\n",x2,y2); 
//		printf("x3 = %f, y3 = %f\n",x3,y3); 
		count = 0;
		for(int i = 1; i < 100; ++i)
	 	for(int j = 1; j < 100; ++j)
	 	{
	 		x = i;
	 		y = j;
 			double s1,s2,s3,s;
			s1 = fabs(area(x,y,x2,y2,x3,y3));	
			s2 = fabs(area(x1,y1,x,y,x3,y3));	
			s3 = fabs(area(x1,y1,x2,y2,x,y));	
			s  = fabs(area(x1,y1,x2,y2,x3,y3));	
			if(fabs(s - s1 - s2 - s3) <= 1e-9)
				count ++;
	 	}
	 	printf("%d\n",count);
	}
	return 0;
}