理论教育 使用解析法计算多边形面积

使用解析法计算多边形面积

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:当图形边界为多边形,各顶点的平面坐标已在图上量出或已实地测定,可使用多边形各顶点的平面坐标,用解析法计算面积。式是将多边形各顶点投影至y轴的面积计算公式。图10.12的多边形顶点1→2→3→4为顺时针编号,计算出的面积为正值;如为逆时针编号,则计算出的面积为负值,但两种编号方法计算出的面积绝对值相等。

使用解析法计算多边形面积

当图形边界为多边形,各顶点的平面坐标已在图上量出或已实地测定,可使用多边形各顶点的平面坐标,用解析法计算面积。

如图10.12所示,1,2,3,4为多边形的顶点,其平面坐标已知,则该多边形的每一条边及其向y轴的坐标投影线(图中虚线)和y轴都可以组成一个梯形,多边形的面积A就是这些梯形面积的和或差,计算公式为

对于任意的n边形,可以写出下列按坐标计算面积的通用公式为

式(10.9)中,当i=1时,yi-1用yn代替;当i=n时,yi+1用y1代替。式(10.9)是将多边形各顶点投影至y轴的面积计算公式。

将各顶点投影于x轴的面积计算公式为

式(10.10)中,当i=1时,xi-1用xn代替;当i=n时,xi+1用x1代替。

图10.12的多边形顶点1→2→3→4为顺时针编号,计算出的面积为正值;如为逆时针编号,则计算出的面积为负值,但两种编号方法计算出的面积绝对值相等。

在图10.12中,设3,4两点弧长的半径为R,由3,4两点的坐标反算出弧长的弦长c,则弦长c所对的圆心角θ与弧长l为

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弓形的面积为

式中的圆心角θ应以弧度为单位。

凸向多边形内部的弓形面积为负数,凸向多边形外部的弓形面积为正数,多边形面积与全部弓形面积的代数和即为带弓形多边形的面积。

【例10.1】 图10.13为带弓形多边形,有15个顶点,3个弓形,试用fx-5800P程序QH3-6计算其周长与面积。

图10.13 带弓形的多边形面积与周长计算案例

【解】 执行程序QH3-6之前,应先将该多边形15个顶点的平面坐标按点号顺序输入到统计串列中。按键进入COM P模式,按键执行ClrStat命令清除统计存储器;按键进入REG模式,将图10.13所示15个点的x坐标依次输入统计串列List X,y坐标依次输入统计串列List Y,其结果如图10.14所示。

图10.14 输入图10.13的15个顶点坐标到统计串列结果

执行程序QH3-6,计算如图10.13所示带弓形的多边形周长与面积的屏幕提示及操作过程如下:

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