Как найти площадь многоугольника

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Нахождение площади многоугольника зависит от его типа (правильный или произвольный) и имеющихся данных (координаты вершин, длины сторон или радиусы). 1. Площадь правильного многоугольника Если у многоугольника все стороны ( aa) и углы равны, а количество сторон равно nn, используются следующие формулы:

  • Через апофему (радиус вписанной окружности rr):
    S=Pr2cap S equals the fraction with numerator cap P center dot r and denominator 2 end-fraction где Pcap P — периметр ( nan center dot a). Только через длину стороны ( aa):
    S=na24tan(180n)cap S equals the fraction with numerator n center dot a squared and denominator 4 center dot tangent open paren the fraction with numerator 180 raised to the composed with power and denominator n end-fraction close paren end-fraction

2. Метод координат (Формула Гаусса) Этот метод универсален для любого несамопересекающегося многоугольника, если известны координаты его вершин (x1,y1),(x2,y2),,(xn,yn)open paren x sub 1 comma y sub 1 close paren comma open paren x sub 2 comma y sub 2 close paren comma … comma open paren x sub n comma y sub n close paren на плоскости. Площадь вычисляется по формуле «шнурования»: S=12|(x1y2+x2y3++xny1)(y1x2+y2x3++ynx1)|cap S equals one-half the absolute value of open paren x sub 1 y sub 2 plus x sub 2 y sub 3 plus … plus x sub n y sub 1 close paren minus open paren y sub 1 x sub 2 plus y sub 2 x sub 3 plus … plus y sub n x sub 1 close paren end-absolute-value Алгоритм расчета:

  1. Выпишите координаты вершин в столбец (повторив первую пару в конце).
  2. Перемножьте координаты крест-накрест (сверху вниз направо и сверху вниз налево).
  3. Сложите результаты каждой группы.
  4. Вычтите одну сумму из другой, возьмите модуль и разделите на 2.

3. Метод разбиения на простые фигуры Если многоугольник произвольный и его координаты неизвестны, используют геометрическую декомпозицию:

  • Разбиение на треугольники: Из одной вершины проводятся диагонали ко всем остальным. Площадь многоугольника будет равна сумме площадей полученных треугольников. Площадь каждого треугольника можно найти по формуле Герона или через высоту и основание.
  • Достраивание до прямоугольника: Многоугольник вписывают в прямоугольник со сторонами, параллельными осям координат. Из площади прямоугольника вычитают площади простых фигур (обычно прямоугольных треугольников), оказавшихся вне многоугольника.

4. Формула Пика (для решетчатых многоугольников) Если вершины многоугольника лежат в узлах квадратной сетки (целочисленные координаты), удобно использовать формулу Пика: S=B+Γ21cap S equals cap B plus the fraction with numerator cap gamma and denominator 2 end-fraction minus 1 Где:

  • Bcap B — количество целых узлов сетки внутри многоугольника. Γcap gamma — количество узлов сетки, лежащих на границе (на сторонах и в вершинах).

Сводная таблица частных случаев

Фигура ФормулаПеременные
Прямоугольник S=abcap S equals a center dot bстороны a,ba comma b
Параллелограмм S=ahcap S equals a center dot hоснование aa, высота hh
Трапеция S=a+b2hcap S equals the fraction with numerator a plus b and denominator 2 end-fraction center dot h основания a,ba comma b, высота hh
Произвольный четырехугольник S=12d1d2sinαcap S equals one-half d sub 1 d sub 2 sine alpha диагонали d1,d2d sub 1 comma d sub 2, угол между ними αalpha

Хотите, я помогу составить пошаговый расчет для конкретных координат или параметров вашего многоугольника?

Форма ответа

Ваш аватар