如何計算任意多邊形的面積?

2022-09-04 23:33:21 字數 657 閱讀 3236

對二維平面上的乙個多邊形\(\phi\)的頂點按順序(順時針或逆時針)編號為\(p_1,p_2, \cdots ,p_n\)。為了方便,定義\(p_=p_1\),記\(p_i\)的座標為\((x_i,y_i)\)。則該多邊形的面積為

\[a=\frac\left | \sum_^ x_iy_+x_y_i \right |=\frac\left | \sum_^ p_i\times p_ \right |

\]證明(用格林公式):

\[\begin\notag

a&=\int_da

=\int_dxdy\\\notag

&=\int_d(xdy)=\int_xdy\\\notag

&=\sum_^\int_0^1[(1-t)x_i+tx_](y_-y_i)dt\\\notag

&=\sum_^\frac(x_y_-x_y_i-x_iy_+x_iy_i)+x_iy_-x_iy_i\\\notag

&=\frac\sum_^(x_iy_-x_y_i)+\frac\sum_^(x_y_-x_iy_i)

\end

\]後乙個求和中各項相互抵消,所以

\[a=\frac\left ( \sum_^ x_iy_+x_y_i \right )

\]考慮到頂點的方向不一定是正向的,再套上一對絕對值符號。這就完成了證明。

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