พื้นที่รูปสี่เหลี่ยมจากพิกัดและสมการเส้นตรง
โจทย์เรขาคณิตวิเคราะห์อาจไม่ได้ให้พิกัดครบทุกจุด แต่กำหนดเงื่อนไขเรื่องระยะห่าง จุดตัดของเส้นตรง และตำแหน่งของจุดในจตุภาค
เราต้องหาพิกัดที่หายไปให้ครบ เรียงจุดตามขอบรูปอย่างถูกต้อง แล้วจึงคำนวณพื้นที่
ใช้เส้นตั้งฉากแบ่งครึ่ง แก้ระบบสมการ และใช้สูตรเชือกรองเท้าหาพื้นที่รูปหลายเหลี่ยมได้
ปัญหานำจากแนวข้อสอบ
กำหนดให้ ABCD เป็นรูปสี่เหลี่ยม โดยมีจุด
จุด C อยู่ในจตุภาคที่ 1 และอยู่ห่างจากจุด A และ B เท่ากัน จุดละ 5 หน่วย
จุด D เป็นจุดตัดของเส้นตรง
รูปสี่เหลี่ยม ABCD มีพื้นที่เท่าใด
- 18 ตารางหน่วย
- 24 ตารางหน่วย
- 30 ตารางหน่วย
- 48 ตารางหน่วย
- จุดที่อยู่ห่างจาก A และ B เท่ากันอยู่บนเส้นใด?
- เหตุใดเงื่อนไขจตุภาคที่ 1 จึงสำคัญ?
- จะหาจุดตัดของเส้นตรงสองเส้นได้อย่างไร?
- ควรเรียงจุดอย่างไรก่อนใช้สูตรพื้นที่?
1. วิเคราะห์ปัญหา
โจทย์ให้พิกัด A และ B มาแล้ว แต่ยังไม่ให้พิกัด C และ D โดยตรง
เนื่องจาก A และ B มีพิกัด y เท่ากัน เส้น AB จึงเป็นเส้นแนวนอน ทำให้เส้นตั้งฉากแบ่งครึ่งของ AB เป็นเส้นแนวตั้ง
2. กรอบเนื้อหาที่ต้องใช้
- สูตรระยะทางระหว่างจุดสองจุด
- จุดกึ่งกลางของส่วนของเส้นตรง
- เส้นตั้งฉากแบ่งครึ่ง
- จตุภาคของระบบพิกัด
- การแก้ระบบสมการเชิงเส้น
- การเรียงจุดรอบรูป
- สูตรเชือกรองเท้าหาพื้นที่
3. นิยาม สมบัติ และสูตรที่จำเป็น
3.1 ระยะทางระหว่างจุดสองจุด
3.2 จุดกึ่งกลาง
3.3 เส้นตั้งฉากแบ่งครึ่ง
จุดทุกจุดที่อยู่บนเส้นตั้งฉากแบ่งครึ่งของ AB จะอยู่ห่างจาก A และ B เท่ากัน
3.4 จตุภาค
| จตุภาค | เครื่องหมายของ x | เครื่องหมายของ y |
|---|---|---|
| 1 | บวก | บวก |
| 2 | ลบ | บวก |
| 3 | ลบ | ลบ |
| 4 | บวก | ลบ |
3.5 สูตรเชือกรองเท้า
ถ้าจุดยอดเรียงตามขอบรูปเป็น (x1, y1), (x2, y2), ...
ต้องเรียงจุดตามขอบรูปตามเข็มนาฬิกา หรือทวนเข็มนาฬิกาก่อนใช้สูตร
4. กลับมาแก้ปัญหานำ
ขั้นที่ 1 หาจุดกึ่งกลางของ AB
AB เป็นเส้นแนวนอน ดังนั้นเส้นตั้งฉากแบ่งครึ่งเป็นเส้นแนวตั้ง
ขั้นที่ 2 หาพิกัด C
ให้
และ CA = 5
จุด C อยู่ในจตุภาคที่ 1 จึงต้องมี y เป็นบวก
ขั้นที่ 3 หาพิกัด D
จากเส้นตรงแรก
แทนในสมการ
ขั้นที่ 4 เรียงจุดรอบรูป
เรียงตามขอบรูปได้เป็น
ขั้นที่ 5 ใช้สูตรเชือกรองเท้า
5. รูปแบบที่ควรจำ
- เลือก C = (1, −3) ทั้งที่ไม่อยู่ในจตุภาคที่ 1
- แก้ระบบสมการหาจุด D ผิดเครื่องหมาย
- เรียงจุด A, B, C, D ตามชื่อโดยไม่ดูตำแหน่งจริง
- ลืมเขียนจุดแรกซ้ำท้ายตารางเชือกรองเท้า
- ลืมหาร 2 ในขั้นตอนสุดท้าย
6. แบบฝึกหัดเสริมทักษะ 5 ข้อ
-
จงหาจุดกึ่งกลางของ A(−4, 2) และ B(6, 8)
ดูเฉลย
M = ((−4 + 6)/2, (2 + 8)/2) = (1, 5)ตอบ (1, 5)
-
จุด P อยู่ห่างจาก A(−2, 0) และ B(4, 0) เท่ากัน ถ้า P = (x, y) ค่า x เท่ากับเท่าใด
ดูเฉลย
จุดกึ่งกลางของ AB คือ
((−2 + 4)/2, 0) = (1, 0)เส้นตั้งฉากแบ่งครึ่งเป็น x = 1
ตอบ x = 1
-
จงหาจุดตัดของเส้นตรง x + y = 7 และ x − y = 1
ดูเฉลย
บวกสมการทั้งสอง
2x = 8 → x = 4y = 3ตอบ (4, 3)
-
สามเหลี่ยมมีจุดยอด (0, 0), (6, 0) และ (0, 4) มีพื้นที่เท่าใด
ดูเฉลย
เป็นสามเหลี่ยมมุมฉาก ฐาน 6 และสูง 4
พื้นที่ = 1/2 × 6 × 4 = 12ตอบ 12 ตารางหน่วย
-
รูปสี่เหลี่ยมมีจุดยอดเรียงรอบรูปเป็น (0, 0), (4, 0), (4, 3), (0, 3) มีพื้นที่เท่าใด
ดูเฉลย
เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า กว้าง 4 และสูง 3
พื้นที่ = 4 × 3 = 12ตอบ 12 ตารางหน่วย
7. แนวข้อสอบประยุกต์ 5 ข้อ
8. สรุปก่อนจบบท
- ฉันหาจุดกึ่งกลางได้
- ฉันหาเส้นตั้งฉากแบ่งครึ่งได้
- ฉันใช้เงื่อนไขจตุภาคเลือกพิกัดได้
- ฉันหาจุดตัดของเส้นตรงได้
- ฉันเรียงจุดตามขอบรูปได้
- ฉันใช้สูตรเชือกรองเท้าหาพื้นที่ได้
อย่ารีบใช้สูตรพื้นที่ทันที ให้หาพิกัดทุกจุดให้ครบ วางตำแหน่งโดยประมาณ และเรียงจุดตามขอบรูปก่อน เพราะการเรียงจุดผิดจะทำให้พื้นที่ผิดทันที