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文档简介
1、.已知三角形三点坐标,求三角形的面积先介绍一下三维中的两点之间距离之式,和二维的几乎一样:d = sqrt(x0-x1)2 + (y0-y1)2 + (z0-z1)2)再介绍叉乘,中心内容!叉乘在定义上有:两个向量进行叉乘得到的是一个向量,方向垂直于这两个向量构成的平面,大小等于这两个向量组成的平行四边形的面积。在直角座标系O;i,j,k中,i、j、k分别为X轴、Y轴、Z轴上向量的单位向量。设P0(0,0,0),P1(x1,y1,z1),P2(x2,y2,z2)。因为是从原点出发,所以向量P0P1可简记为P1,向量P0P2可简记为P2。依定义有: |i j k |P1P2 = |x1 y1 z
2、1| |x2 y2 z2|展开,得到:上式 = iy1z2 + jz1x2 + kx1y2 - ky1x2 - jx1z2 - iz1y2 = (y1z2 - y2z1)i + (x2z1 - x1z2)j + (x1y2 - x2y1)k按规定,有:单位向量的模为1。可得叉积的模为:|P1P2| = y1z2 - y2z1 + x2z1 - x1z2 + x1y2 - x2y1 = (y1z2 + x2z1 + x1y2) - (y2z1 + x1z2 + x2y1)开始正式内容。我们设三角形的三个顶点为A(x0,y0,z0),B(x1,y1,z1),C(x2,y2,z2)。我们将三角形的两
3、条边AB和AC看成是向量。然后,我们以A为原点,进行坐标平移,得到向量B(x1-x0,y1-y0,z1-z0),向量C(x2-x0,y2-y0,z2-z0)。在三维的情况下,直接代入公式,可得向量B和向量C叉乘结果的模为:|BC| = (y1-y0)*(z2-z0) + (z1-z0)*(x2-x0) + (x1-x0)*(y2-y0) - (y2-y0)*(z1-z0) + (z2-z0)*(x1-x0) + (x2-x0)*(y1-y0) | 1 1 1 | = |x1-x0 y1-y0 z1-z0| |x2-x0 y2-y0 z2-z0|它的一半即为所要求的三角形面积S。还有一种比较简单
4、的写法。将向量AB和AC平移至原点后,设向量B为(x1,y1,z1),向量C为(x2,y2,z2),则他们的叉乘所得向量P为(x,y,z),其中: |y1 z1| |z1 x1| |x1 y1|x = | | y = | | z = | | |y2 z2| |z2 x2| |x2 y2|然后用三维中的两点之间距离公式,求出(x,y,z)与(0,0,0)的距离,即为向量P的模,它的一半就是所要求的面积了。以上公式都很好记:x分量由y,z分量组成,y分量由z,x分量组成,z分量由x,y分量组成,恰好是循环的。坐标平移一下就好了。在二维的情况下,我们可以取z = 0这个平面,即令z1 = z2 =
5、0,且|P1P2| = x1y2 - x2y1 |x1 y1| = | | |x2 y2|所以:|BC| = (x1-x0)*(y2-y0)-(x2-x0)*(y1-y0) |x1-x0 y1-y0| = | | |x2-x0 y2-y0|它的一半即为所要求的三角形的面积S。注意,用行列式求出来的面积是带符号的。如果A,B,C是按顺时针方向给出,则S为负;按逆时针方向给出,则S为正。以二维的情况为例,三维亦同: A(0,0) B(0,1) C(1,0) (A,B,C按顺时针方向给出)S = (x1-x0)*(y2-y0)-(x2-x0)*(y1-y0)/2; = (0 - 0)*(0 - 0)-(1 - 0)*(1 - 0)/2 = -0.5A(1,0) B(0,1) C(0,0) (A,B,C按逆时针方向给出)S = (x1-x0)*(y2-y0)-(x2-x0)*(y1-y0)/2; = (0 - 1)*(0 - 0)-(0 - 1)*(1 - 0)/2 = 0.5如果你不需要符号的话,再求一下绝对值就好了。这样也不用去管给出的点的顺序了。以上是利用叉乘。其实还有一招,那就是海伦公式:利用两点之间距离公式,求出三角形的三边长a,b,c后,令p = (a+b+c)/2。再套入以下公式就可以求出三角形的面积S :S = sqrt(p*(p-a)*(p-b
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