解析几何方法

回答: 求梯形面积贫论贫论2026-03-28 08:25:18

试用仿射坐标系来解决
以B为原点,BC和BA为两条轴及单位长度建立仿射坐标系,则三点坐标为
 A(0,1), B(0,0), C(1,0) 
再设D点坐标为 D(a,1), 则E点坐标为 E((a+1)/2, 1/2)
现来求O点作为AE和BD交点的坐标
 
 直线AE:  x/((a+1)/2) = (y-1)/(1/2-1)
    BD:  x = ay  
解得   x = a(a+1)/(2a+1)
      y = (a+1)/(2a+1)
因此O点坐标是      
     O(a(a+1)/(2a+1), (a+1)/(2a+1))

现在可用以行列式
   x1, y1, 1
   x2, y2, 1
   x3, y3, 1
求几个三角形在仿射坐标系下的面积:

 △ABO: 
       0,               1,           1
       0 ,              0,           1
       a(a+1)/(2a+1), (a+1)/(2a+1),  1
       
  ABO = a(a+1)/(2a+1)

 △OED:
       a(a+1)/(2a+1), (a+1)/(2a+1),  1
       (a+1)/2,        1/2,          1
         a,             1,           1       
       
 OED =   a(-a)/(2a+1),   -a/(2a+1),   0
       1/2-a/2,           -1/2,      0
         a,               1,         1
         
     = 1/2*a^2/(2a+1) + a/(2a+1)(1/2-a/2)     
     = a/(4a+2)
     

 △ABC:      
      0, 1, 1
      0, 0, 1
      1, 0, 1
   ABC = 1
   
 △ACD:
      0, 1, 1
      1, 0, 1
      a, 1, 1
  ACD = a 

  
注意仿射变换下面积值会变, 因此以上得出的ABO面积a(a+1)/(2a+1)并不等同于题设的40. 好在两个面积的比值在仿射变换下不变,于是有
   40/12 = ABO/OED = a(a+1)/(2a+1) * (4a+2)/a = 2(a+1)
得 a = 2/3
  ABCD/ABO = (ABC+ACD)/ABO= (a+1)*(2a+1)/(a(a+1)) = (2a+1)/a = (2*2/3+1)/(2/3) = 7/2
所求梯形面积为  7/2 * S_ABO = 7/2 * 40 = 140

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仿射坐标,有空的时候琢磨琢磨 -贫论贫论- 给 贫论贫论 发送悄悄话 (54 bytes) () 03/29/2026 postreply 20:48:19

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