题目
Problem
In this question you must show all stages of your working.
Solutions relying on calculator technology are not acceptable.
The point A(−1,8) and the point B(7,2) lie on the line L1.
(a) Find an equation for L1 in the form ax+by+c=0, where a, b and c are integers.
(3)
The line L2
- passes through A and is perpendicular to L1
- cuts the x-axis at the point C
(b) Find the coordinates of C.
(3)
(c) Hence find the area of triangle ABC.
(3)
解答
(a)
解法一
思路
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先用两点求斜率,再用点斜式写直线方程,最后整理成整数系数的 ax+by+c=0。
答题过程
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The gradient of L1 is
m===7−(−1)2−88−6−43
Using point B(7,2),
y−2=−43(x−7)
Multiply by 4:
4y−8=3x+4y−29=−3x+210
Therefore
L1:3x+4y−29=0
(b)
解法一
思路
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垂直直线的斜率互为负倒数。L1 的斜率是 −43,所以 L2 的斜率是 34。再令 y=0 找 x 轴交点。
答题过程
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Since L2 is perpendicular to L1, its gradient is
34
Using A(−1,8),
y−8=34(x+1)
At the x-axis, y=0, so
0−8=−24=−6=x=34(x+1)4(x+1)x+1−7
Therefore
C=(−7,0)
(c)
解法一
思路
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因为 AB 在 L1 上,AC 在垂直的 L2 上,所以三角形 ABC 在 A 处是直角。面积是 21AB⋅AC。
答题过程
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Find AB:
AB===(7−(−1))2+(2−8)282+(−6)210
Find AC:
AC===(−7−(−1))2+(0−8)2(−6)2+(−8)210
Since AB is perpendicular to AC,
Area===21(AB)(AC)21(10)(10)50
解法二
思路
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鞋带定理(Shoelace Formula)。
对于平面直角坐标系中已知三点坐标的三角形,求面积时有一种极为通用且高效的方法——鞋带定理(也称高斯面积公式)。
三角形 ABC 的三个顶点为 A(xA,yA), B(xB,yB), C(xC,yC),其面积公式为:
Area=21∣(xAyB+xByC+xCyA)−(yAxB+yBxC+yCxA)∣
在本题中,已知三点坐标为 A(−1,8), B(7,2), C(−7,0)。我们将坐标代入上述公式即可直接计算出三角形面积。这种方法完全不需要计算任何边长,也不依赖于三角形是否为直角三角形,是非常强力的坐标几何求解技巧。
答题过程
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We can use the Shoelace Formula to calculate the area of triangle ABC directly from the coordinates of its vertices: A(−1,8), B(7,2), and C(−7,0).
Area======21∣(xAyB+xByC+xCyA)−(yAxB+yBxC+yCxA)∣21∣((−1)(2)+7(0)+(−7)(8))−(8(7)+2(−7)+0(−1))∣21∣(−2+0−56)−(56−14+0)∣21∣−58−42∣21∣−100∣50.