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方法 · 坐标几何

由顶点求多边形面积

按环绕顺序列出顶点,把坐标填进鞋带排列,再取(向下乘积之和)减(向上乘积之和)的绝对值的一半。

这个方法的用途

这个方法在你已知各顶点坐标时求三角形或任意多边形的面积,不需要底和高。它用的是鞋带排列,一种把行列式式计算写得很紧凑的方式,让面积直接从顶点坐标算出来。

它回答的问题包括“一个三角形的顶点是 AABBCC,求它的面积”,或“证明四边形 PQRSPQRS 的面积是 kk 单位2^2”。因为坐标一填进去后运算纯粹是算术,在考试里既快又可靠;而且只要在排列里多加几列,就能推广到四个、五个甚至更多顶点。

鞋带排列(三角形)
面积=12x1x2x3x1y1y2y3y1\text{面积} = \frac{1}{2}\begin{vmatrix} x_1 & x_2 & x_3 & x_1 \\ y_1 & y_2 & y_3 & y_1 \end{vmatrix}
面积=12(x1y2+x2y3+x3y1)(x2y1+x3y2+x1y3)\text{面积} = \frac{1}{2}\left| (x_1 y_2 + x_2 y_3 + x_3 y_1) - (x_2 y_1 + x_3 y_2 + x_1 y_3) \right|

什么时候用

当题目给出三角形或多边形各角的坐标并要求面积,或要你证明面积等于某个值、或由给定面积求某个未知坐标时,就用这个方法。识别的标志是:题目给的是点,而不是底和高。

当没有边是水平或竖直时,它通常比把图形拆成直角三角形、或用 12××\frac{1}{2} \times \text{底} \times \text{高} 更快。如果给了面积而某个坐标未知,就令这个排列等于面积的两倍,解出缺失的字母。

只要在动手前能按环绕图形的顺序列出顶点即可。

解题步骤

  1. 1

    按环绕顺序列出顶点

    沿一个方向绕多边形一圈(逆时针为惯例),并在末尾再写一次第一个顶点,使回路闭合。

  2. 2

    摆好鞋带排列

    xx 坐标写在上排,对应的 yy 坐标写在下排。

  3. 3

    求向下乘积之和

    每个上排项乘以它右边一格的下排项,再相加:x1y2+x2y3+x_1 y_2 + x_2 y_3 + \dots

  4. 4

    求向上乘积之和

    每个下排项乘以它右边一格的上排项,再相加:y1x2+y2x3+y_1 x_2 + y_2 x_3 + \dots

  5. 5

    相减、取绝对值、除以二

    12向下之和向上之和\frac{1}{2}\,|\,\text{向下之和} - \text{向上之和}\,|。绝对值保证面积为正。

例题解析

Q1[3 marks]

一个三角形的顶点是 A(1,1)A(1, 1)B(5,2)B(5, 2)C(3,6)C(3, 6)。求三角形 ABCABC 的面积。

Show worked solution

按顺序列出顶点并重复第一个以闭合回路,再写出鞋带排列,xx 值在上、yy 值在下。

面积=1215311261\text{面积} = \frac{1}{2}\begin{vmatrix} 1 & 5 & 3 & 1 \\ 1 & 2 & 6 & 1 \end{vmatrix}

把向下乘积相加(上项乘下一个下项):x1y2+x2y3+x3y1x_1 y_2 + x_2 y_3 + x_3 y_1

(1)(2)+(5)(6)+(3)(1)=2+30+3=35(1)(2) + (5)(6) + (3)(1) = 2 + 30 + 3 = 35

把向上乘积相加(下项乘下一个上项):y1x2+y2x3+y3x1y_1 x_2 + y_2 x_3 + y_3 x_1

(1)(5)+(2)(3)+(6)(1)=5+6+6=17(1)(5) + (2)(3) + (6)(1) = 5 + 6 + 6 = 17

相减、取绝对值、再除以二。

面积=123517=12(18)=9\text{面积} = \frac{1}{2}\,|\,35 - 17\,| = \frac{1}{2}(18) = 9

所以三角形 ABCABC 的面积是 99 单位2^2。核对一下:用 12x1(y2y3)+x2(y3y1)+x3(y1y2)=121(26)+5(61)+3(12)=124+253=9\frac{1}{2}\,|\,x_1(y_2 - y_3) + x_2(y_3 - y_1) + x_3(y_1 - y_2)\,| = \frac{1}{2}\,|\,1(2-6) + 5(6-1) + 3(1-2)\,| = \frac{1}{2}\,|-4 + 25 - 3| = 9,得到同样的值。

常见错误

  • 没按环绕顺序列出顶点(在图形里跳着排),算出错误的面积。
  • 忘了在末尾重复第一个顶点,结果漏掉最后一个交叉乘积。
  • 漏掉绝对值而报出负面积,负值只是说明顶点按顺时针列出而已。
  • 忘了因子 12\frac{1}{2},使答案翻了一倍。
  • 坐标为负时出现符号错误,尤其在向上乘积里。

老师如何帮助你

学生最常草率对待的就是第一步,按环绕顺序写顶点并在末尾重复第一个。跳过这一步,后面每个交叉乘积就全乱了。

在一对一的课堂上,我们的老师会让你先画个简图、用笔沿回路描一圈,然后才让第一个数字进入排列,这样顺序就绝不含糊。接着我们把向下之和与向上之和分成两行清楚写出,只在取绝对值时才合起来,粗心的符号错误往往就在那里溜进来。

因为 SPM Add Math 采用分析式给分,一个正确摆好的排列即使某个乘积算错,也能拿到方法分。spmaddmath.com.my 的每一位老师都经验丰富。

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常见问题

如果我算出的面积是负的怎么办?

负值只说明你把顶点按顺时针列出了。面积总是正的,所以取绝对值:12向下之和向上之和\frac{1}{2}\,|\,\text{向下之和} - \text{向上之和}\,|

取绝对值后,两个方向给出相同的大小。

鞋带排列对四边形和更大的多边形也适用吗?

适用。把每个顶点按环绕顺序填进上、下两排,在末尾重复第一个顶点,再照旧取向下乘积减向上乘积。

因子 12\frac{1}{2} 和绝对值都完全不变。

顶点一定要按逆时针列出吗?

逆时针会直接给出正值,但因为最后要取绝对值,两个方向都行。关键是沿一个一致的方向绕图形一圈,不要在不相邻的角之间跳来跳去。

如果某一项乘错了,还能拿分吗?

能。SPM Add Math 采用分析式给分,所以正确摆好的排列和正确的方法,向下乘积减向上乘积、除以二、取绝对值,即使算错一步改变了最后的数值,也能拿到方法分。

来源:SRC-DSKP-EN

作者 spmaddmath.com.my 编辑团队.· 最后更新 5 September 2026

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