Přejít na hlavní obsah

Vzorec pro výpočet plochy čtyřúhelníku pomocí úhlopříček

Výpočet plochy čtyřúhelníku je jedním z důležitých úkolů v geometrii. To vyžaduje znalost délek všech jeho stran nebo v některých případech úhlopříček. V tomto článku se podíváme na vzorec, který umožňuje vypočítat plochu čtyřúhelníku pomocí jeho úhlopříček.

Čtyřúhelník může být různých typů-obdélník, čtverec, rovnoběžník, lichoběžník atd. vzorec, který prozkoumáme, se používá pro jakýkoli typ čtyřúhelníku. Je zobecněním jiných vzorců.

Vzorec je založen na tom, že plochu čtyřúhelníku lze rozdělit na dva trojúhelníky a plochu každého trojúhelníku lze vypočítat podle délky jeho stran nebo úhlopříčky. K tomu se používá Geronův vzorec nebo vzorec plochy trojúhelníku na dvou stranách a rohu mezi nimi.

Čtyřúhelník

U mnoha čtyřúhelníků lze plochu vypočítat pomocí různých vzorců. Jedním ze způsobů výpočtu plochy je použití úhlopříček. U některých typů čtyřúhelníků, jako jsou kosočtverce a čtverce, jsou úhlopříčky kolmé a rozdělují tvar na čtyři stejné trojúhelníky. V tomto případě se plocha rovná polovině součinu délek úhlopříček.

U obecnějších případů, kde úhlopříčky nemusí být nutně kolmé, však může vzorec pro výpočet plochy při použití diagonálů vypadat poněkud komplikovaněji. Závisí na konkrétním druhu čtyřúhelníku a může vyžadovat další data, jako jsou úhly nebo délky jiných stran.

Použití úhlopříček k výpočtu plochy čtyřúhelníků je jedním z mnoha přístupů, které lze použít v geometrii. V závislosti na známých parametrech postavy může být někdy pohodlnější použít jiné vzorce nebo techniky, jako je geronův vzorec pro trojúhelníky nebo různé věty a vlastnosti specifické pouze pro určité třídy čtyřúhelníků.

Úhlopříčka

V obdélníku se úhlopříčky navzájem rovnají a rozdělují tvar na dva stejné pravoúhlé trojúhelníky. Plochu obdélníku lze vypočítat pomocí vzorce plochy trojúhelníku.

Ve čtverci jsou úhlopříčky stejné. Protínají se v pravém úhlu a rozdělují postavu do čtyř stejných pravoúhlých trojúhelníků. Plochu čtverce lze vypočítat pomocí vzorce úhlopříčky.

V kosočtverci jsou úhlopříčky kolmé a rozdělují tvar na čtyři stejné trojúhelníky. Plochu kosočtverce lze vypočítat pomocí vzorce polovičního zobrazení úhlopříček.

V libovolném čtyřúhelníku mohou mít úhlopříčky různé délky a směry. Protínají se uvnitř postavy a rozdělují ji do čtyř trojúhelníků. Plochu libovolného čtyřúhelníku lze vypočítat pomocí vzorce pro výpočet plochy trojúhelníků tvořených úhlopříčkami.

Typ čtyřúhelníkuVlastnosti diagonálů
ObdélníkÚhlopříčky jsou stejné, kolmé
ČtverecÚhlopříčky jsou stejné, kolmé
KosočtverecÚhlopříčky jsou kolmé
Libovolný čtyřúhelníkÚhlopříčky mohou být libovolné

Vzorec pro výpočet plochy čtyřúhelníku pomocí úhlopříček

Chcete-li vypočítat plochu čtyřúhelníku pomocí úhlopříček, musíte znát délky obou úhlopříček a úhel mezi nimi.

Vzorec pro výpočet plochy čtyřúhelníku pomocí úhlopříček je následující:

S = (d1 * d2 * sin(α)) / 2
  • S-plocha čtyřúhelníku
  • d1 a d2-délky úhlopříček čtyřúhelníku
  • α-úhel mezi úhlopříčkami (měřeno v radiánech)

Je důležité poznamenat, že úhel α by měl být vzat mezi úhlopříčkami uvnitř čtyřúhelníku, nikoli zvenčí.

Pokud jsou známy délky stran čtyřúhelníku, ale neexistují žádné informace o úhlopříčkách, můžete použít vzorec pomocí stran a úhlopříčky:

S = (a * b * sin(γ)) / 2
  • S-plocha čtyřúhelníku
  • a A b - délky stran čtyřúhelníku
  • γ-úhel mezi stranami (měřeno v radiánech)

Vzorec pro výpočet plochy čtyřúhelníku pomocí úhlopříček je tedy jednou z metod pro výpočet plochy daného geometrického tvaru.

Vzorec pro konvexní čtyřúhelník

Pro výpočet plochy konvexního čtyřúhelníku pomocí úhlopříček lze použít následující vzorec.

Ať máme konvexní čtyřúhelník s úhlopříčkou AC a BD. Nechte úhlopříčky protínat v bodě O. Pak lze plochu čtyřúhelníku vypočítat podle vzorce:

S = 0.5 * d1 * d2 * sin(θ)

Vzorec umožňuje vypočítat plochu čtyřúhelníku pomocí známých hodnot úhlopříček a úhlů. Všimněte si, že hodnota úhlu by měla být v radiánech.

Vzorec pro neuklizený čtyřúhelník

Pro výpočet plochy nevyklého čtyřúhelníku je nutné znát jeho strany a úhlopříčky. Vzorec pro takový čtyřúhelník lze získat rozdělením tohoto mnohoúhelníku na dva trojúhelníky a výpočtem jejich plochy samostatně.

Představme si nepouklý čtyřúhelník ABCD, kde jsou strany AB, BC, CD a DA označeny jako a, b, c A d, zatímco úhlopříčky AC a BD jsou označeny jako e A f. vzorec pro výpočet plochy s čtyřúhelníku ABCD pak bude následující:

Kde SABC a SCDA - plochy trojúhelníků ABC a CDA, které lze vypočítat podle vzorce plochy trojúhelníku prostřednictvím délek stran a úhlopříček:

Pomocí dat vzorce je tedy možné vypočítat plochu nevyklého čtyřúhelníku s vědomím délky jeho stran a úhlopříček.