Twój postęp zapisuje się tylko w tej przeglądarce. Zaloguj się, żeby nie stracić go po zmianie urządzenia. Zaloguj się
Geometria analityczna

Pole figury w układzie współrzędnychPodstawa

Pole figury w układzie współrzędnych można obliczyć nawet wtedy, gdy nie widać wygodnej podstawy ani wysokości. Wystarczy potraktować wierzchołki jak adresy na mapie i zastosować odpowiedni wzór lub podział na prostsze części.

Matematyka ·2 min czytania ·6 ćwiczeń


Pole figury w układzie współrzędnych obliczamy z długości i wysokości albo bezpośrednio ze współrzędnych wierzchołków. Wybieramy metodę, która wymaga najmniejszej liczby dodatkowych obliczeń.

Pojęcia, od których zaczynamy

Najpierw narysuj figurę i poszukaj poziomego lub pionowego boku. Dla podstawy na prostej \(y=k\) wysokość z punktu \((x_0,y_0)\) wynosi \(|y_0-k|\). Nie zawsze jest to samo \(|y_0|\): tak jest tylko wtedy, gdy podstawa leży na osi poziomej.

W trójkącie pole to połowa iloczynu podstawy i odpowiadającej jej wysokości. Wysokość musi być prostopadła do prostej podstawy; może wypaść na jej przedłużeniu. Współrzędne punktów nie są automatycznie długościami. Długości wyznaczamy z różnic, a w razie potrzeby ze wzoru na odległość.

Zasady i wzory

Pole figury w układzie współrzędnych liczymy po dobraniu wygodnej metody: z podstawy i wysokości, przez podział na prostsze figury albo wzorem wyznacznikowym.

  • Zachowaj kolejność wierzchołków po obwodzie.
  • Wartość bezwzględna usuwa zależność od orientacji.
  • Wynik ma jednostkę kwadratową.
\[P_{\triangle}=\frac12\left|x_1(y_2-y_3)+x_2(y_3-y_1)+x_3(y_1-y_2)\right|\]

To wzór na pole trójkąta z trzech wierzchołków.

Jak czytać rysunek?

Podstawa i prostopadła wysokośćPodstawa sześć na osi poziomej, wysokość cztery.Podstawa i prostopadła wysokość-11234567-112345xyABCP = ½ · 6 · 4 = 12

Podstawa \(AB\) leży na osi poziomej od \(0\) do \(6\), więc ma długość \(6\). Wierzchołek \(C=(2,4)\) leży \(4\) jednostki nad tą osią. Położenie jego pierwszej współrzędnej nie zmienia wysokości. Każdy wierzchołek na prostej \(y=4\) dałby z tą samą podstawą pole \(12\).

Przykład krok po kroku

Oblicz pole trójkąta \(A=(0,0),B=(6,0),C=(2,4)\).

Wybierz podstawę ułatwiającą wysokość. Gdy podstawa leży na osi \(x\), wysokość jest odległością trzeciego wierzchołka od tej osi. To wartość bezwzględna jego współrzędnej \(y\). Przy dowolnie nachylonej podstawie samej współrzędnej \(y\) nie wolno uznać za wysokość.

  1. Wybierz poziomą podstawę AB.\(|AB|=6\)
  2. Odczytaj wysokość do osi x.\(h=4\)
  3. Oblicz pole.\(P=\frac{6\cdot4}{2}=12\)

Typowy błąd

Pole nie jest iloczynem podstawy i wysokości bez dzielenia przez 2.

\(P=6\cdot4=24\)To pole prostokąta o tych wymiarach.
\(P=\frac12\cdot6\cdot4=12\)

Dodatkowy przykład i kontrola

Dla \(A=(1,1)\), \(B=(5,1)\), \(C=(2,4)\) podstawa ma długość \(5-1=4\), a wysokość \(4-1=3\), zatem \(P=6\). Użycie samej współrzędnej \(4\) jako wysokości dałoby błędny wynik.

Wzór z ramki można sprawdzić na tym samym trójkącie. Wstawiamy kolejno \((1,1)\), \((5,1)\), \((2,4)\): \(P=\frac12|1(1-4)+5(4-1)+2(1-1)|=\frac12|-3+15+0|=6\). Wartość bezwzględna gwarantuje nieujemne pole, niezależnie od kierunku numerowania wierzchołków. Dla trzech punktów wynik zero oznacza współliniowość. Wielokąt najłatwiej podzielić przekątnymi na trójkąty bez nakładających się wnętrz i dodać ich pola.

Najczęstsze pytania

Kiedy wysokość trójkąta jest równa wartości bezwzględnej współrzędnej y?
Gdy wybrana podstawa leży na osi Ox. Dla podstawy na \(y=k\) wysokość wynosi \(|y_0-k|\).
Dlaczego wzór na pole ze współrzędnych zawiera wartość bezwzględną?
Zmiana kierunku obchodzenia wierzchołków może zmienić znak wyrażenia, ale pole musi pozostać nieujemne.

Poćwicz

ABCD

Podstawa trójkąta leży na prostej \(y=2\), a przeciwny wierzchołek ma współrzędne \((3,7)\). Jaka jest wysokość na tę podstawę?

ABCD

Jakie jest pole trójkąta o wierzchołkach \(A=(0,0)\), \(B=(8,0)\), \(C=(3,5)\)?

ABCD

Uzupełnij zdanie: „Trójkąt o wierzchołkach \((0,0)\), \((6,0)\), \((0,4)\) ma pole …”.

ABCD

Uzupełnij zdanie: „Prostokąt ma szerokość 5 i wysokość 3. Jego pole wynosi …”.

ABCD

Które zdanie poprawnie naprawia błąd: „Pole figury w układzie współrzędnych zawsze obliczamy jako iloczyn długości dwóch boków.”?

ABCD

Prostokąt o bokach równoległych do osi ma przeciwległe wierzchołki \((-1,2)\) i \((5,7)\). Jakie ma pole?

Sprawdź, ile już umiesz

Przećwicz to zagadnienie na fiszkach albo przejdź do zestawu zadań z całego działu.

Ebook PDF 395 zadań maturalnych z matematyki podstawowej z rozwiązaniami krok po kroku w jednym pliku. Zobacz ebook (19,99 zł)