第一讲 格点多边形的面积计算 PPT
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五年级学生用书博易新思维数学——全国中小学数学培训课程领军品牌以点概面——格点与面积图(1)图(2)图(1)中画着纵横两组平行线,相邻平行线之间的距离是相等的。
方格纸上两组直线的交点,我们称它为格点。
有时将格点图中的纵横两组平行线隐去,只留下了格点,如图(2)。
如果一个多边形它所有的顶点都在格点上,这样的多边形就叫做格点多边形或格点图形。
如图(3)、图(4)。
小学数学培训教材图(3)图(4)例1:观察下列几个格点多边形,图中横行和竖列相邻两点间的距离是相等的,都是1厘米,你能求出下列各图的面积吗?五年级学生用书在钉板上围出如图所示的几个中间没有点的格点图,验证:面积=一周格点数÷2-1。
小学数学培训教材五年级学生用书例2:朋朋和优优好像找到了数点求格点多边形面积的新方法,但是他们用“面积=一周格点数÷2-1”计算下列四个图形面积时出了问题。
第三个图形的面积是4平方厘米,而用格点求面积的方法求出是3;第四个图形面积是5,怎么用格点求面积的方法求出是4?你知道其中的原因吗?五年级学生用书用数点求面积的方法求下列图形的面积。
小学数学培训教材①②五年级学生用书例4:验证:(1)中间有2个点的图形,用数点求面积方法是:一周格点数÷2+1。
(2)中间有3个点的图形,用数点求面积方法是:一周格点数÷2+2。
(1)(2)用数点求面积的方法求下列图形的面积。
(1)(2)例5:猜想中间有4个点的格点图形面积怎样计算?5个点呢?你能用一个完整的公式表示中间有任意个点(n个点)的格点多边形的面积吗?五年级学生用书图中横行和竖列相邻两点之间的距离是相等的,都是1,验证数点求面积方法的正确性。
小学数学培训教材例6:下图中每个小正方形的面积都是4平方厘米,求图中阴影部分的面积。
五年级学生用书下图中每个小正方形的面积都是2平方厘米,求图中阴影部分的面积。
例7:在下图中画出一个格点梯形,使它的面积等于9,说明理由。
第一讲格点多边形的面积计算格点多边形是指顶点坐标都为整数的多边形。
在计算机图形学和离散几何中,计算格点多边形的面积是一项基本的操作。
本文将介绍两种常见的计算格点多边形面积的方法:基于向量叉积的格点覆盖法和基于重心坐标的三角剖分法。
一、基于向量叉积的格点覆盖法格点覆盖法是一种传统的计算格点多边形面积的方法。
基本思想是将格点多边形覆盖成一系列由格点和边所构成的三角形,然后计算每个三角形的面积累加即可得到整个格点多边形的面积。
具体步骤如下:1.对于给定的格点多边形,首先找到一个格点在多边形内部,这样可以确保后续的格点覆盖步骤能够将整个多边形全部覆盖。
2.以该内部格点为起点,依次枚举多边形上的每个顶点,将多边形分割成一系列由内部格点和相邻边所构成的三角形。
3.对于每个三角形,计算其面积,并将面积累加。
三角形的面积可以通过计算三角形两条边向量的叉积来得到。
设两条边向量分别为u和v,则三角形的面积为,u×v,/2,其中,u×v,表示u和v的叉积的模。
4.最后得到的面积即为格点多边形的面积。
这种方法的时间复杂度为O(n),其中n为格点多边形的顶点数。
然而,该方法的缺点是需要找到一个内部格点,并且可能会出现误差累积的问题。
二、基于重心坐标的三角剖分法重心坐标法是一种计算任意多边形面积的常见方法,它可以推广到计算格点多边形面积。
基本思想是通过将格点多边形进行三角剖分,将多边形分割成若干个三角形,然后计算每个三角形的面积并累加得到整个多边形的面积。
具体步骤如下:1. 对于给定的格点多边形,首先通过三角剖分算法(如Delaunay三角剖分算法)将多边形分割成一系列不重叠的三角形。
2.对于每个三角形,计算其面积,并将面积累加。
重心坐标法给出了计算三角形面积的通用公式:设三角形的三个顶点分别为A、B、C,三角形的面积为S,那么S=,AB×AC,/2,其中,AB×AC,表示向量AB和向量AC的叉积的模。