3点 $O(0,0)$、$A(a,b)$、$B(c,d)$ を結んでできる三角形の面積を求める公式 $S = \frac{1}{2} |ad-bc|$ の求め方を説明します。

幾何学三角形の面積ベクトル外積座標幾何
2025/3/10

1. 問題の内容

3点 O(0,0)O(0,0)A(a,b)A(a,b)B(c,d)B(c,d) を結んでできる三角形の面積を求める公式 S=12adbcS = \frac{1}{2} |ad-bc| の求め方を説明します。

2. 解き方の手順

三角形の面積は、ベクトルを用いて求めることができます。点Oを原点としたとき、ベクトル OA \vec{OA} OB \vec{OB} を考えます。これらのベクトルはそれぞれ OA=(a,b) \vec{OA} = (a, b) および OB=(c,d) \vec{OB} = (c, d) で表されます。
三角形OABの面積Sは、これらのベクトルが作る平行四辺形の面積の半分です。平行四辺形の面積は、ベクトルの外積の絶対値で与えられます。2次元ベクトルでは、外積の絶対値は adbc |a \cdot d - b \cdot c| となります。
したがって、三角形の面積は、
S=12OA×OB=12adbcS = \frac{1}{2} |\vec{OA} \times \vec{OB}| = \frac{1}{2} |ad - bc|
となります。

3. 最終的な答え

S=12adbcS = \frac{1}{2} |ad - bc|

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