行列式の図形への応用 例題集
$Q1$.
$3$ 点 ${\rm A}(2,3)$, ${\rm B}(-3,2)$, ${\rm C}(4,-1)$ を頂点とする三角形の面積を求めなさい。
$11$
$Q2$.
次の $3$ つのベクトルで作られる四面体の体積を求めなさい。
$\overrightarrow{a} = (-1,4,-2)$
$\overrightarrow{b} = (-3,-4,4)$
$\overrightarrow{c} = (0,0,1)$
$\dfrac{8}{3}$
$3$ つのベクトルから作られる行列
$(−1−304−40−241)$
の行列式(の絶対値)を $\dfrac{1}{6}$ 倍した値が求める四面体の体積になります。
よって四面体の体積を $V$ とすると
$V = \dfrac{1}{6} |−1−304−40−241| = \dfrac{1}{6} |−1−34−4| =\dfrac{8}{3}$
となります。
$2$ つのベクトル $\overrightarrow{{\rm AB}}$ と $\overrightarrow{{\rm AC}}$ の成分表示は
$\overrightarrow{{\rm AB}} = (-5, -1),~~\overrightarrow{{\rm AC}} = (2,-4)$
となります。この時, 三角形の面積 $S$ は $2$ つのベクトルが作る平行四辺形の面積の半分の大きさなので
$S = \dfrac{1}{2} |−52−1−4| = \dfrac{1}{2}(20+2) = 11$
となります。