劉燁錕
在生活中,我們常常會遇到各種各樣的不規(guī)則圖形,有時需要測量或計算它們的面積,但由于圖形不規(guī)則,很難用簡單的數(shù)學(xué)公式求解。
本文通過一個典型案例初步探討了如何求解不規(guī)則圖形的面積。
例題:計算圖1所示的圖形面積A。
分析:面對這種圖形,可先在靠近中心的位置建立坐標(biāo)系,將其分成四塊不規(guī)則的圖形A1,A2,A3,A4,分別求解其面積,再將四塊面積相加就可以得到整塊不規(guī)則圖形的面積,如圖2。
現(xiàn)以其中A1的面積求解為例,探討如何求解A的面積。
先將圖形A1在X軸方向上的距離L分成n等分,每等分的坐標(biāo)分別為X1,X2,X3……Xn,其在圖形邊緣對應(yīng)的y值分別為y1,y2,y3……yn,如圖3。
將每一等分內(nèi)的區(qū)域視作一個梯形,梯形的面積近似等于該區(qū)域的面積。如等分n越大,其計算所得面積越接近A1的實際面積。設(shè)每個梯形的面積為Si。
Si=(yi+yi+1)×(Xi+1-Xi)/2
其中,(Xi+1-Xi)=L/n
因此:Si=(yI+yi+1)×L/(2n)此區(qū)域的面積A1=S0+S1+……Sn-1
代入Si即為:
A1=(y0+y1)×L/(2n)+(y1+y2)×L//(2n)+……+(yn-1+yn)×L/(2n)
=(y0+2y1+2y2+2y3+……+2yn-1+yn)×L/(2n)
在區(qū)域的邊界上取若干個點,獲得其坐標(biāo)(x0,y0),(x1,y1)……(xn,yn),將其數(shù)值代人上述公式中,即可大致求得不規(guī)則圖形A1的面積。取點越密集,即均分的等分越多,n越大,求得的面積越精確。
按照上述方法求出其他區(qū)域的面積,相加即可求得整個不規(guī)則圖形的大致總面積。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2017年2期