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皮克公式
在直角坐标平面中,如果某一点的两个坐标都是整数的话,就称这一点为「格点」。而格点上的多边形,它的面积可以通过以下的「皮克公式」算出来:
面积=i+b/2-1
其中i表示在多边形内部格点的数目,
b则表示在多边形周界上格点的数目。
首先,我们证明「皮克公式」对长方形成立。如果长方形底边是m个单位,高是n个单位,则它的面积是mn个单位。这时,在长方形的边界上有4个顶点,两条底边上有2(m-1)个点,两直边上有2(n-1)个点,共有b=2m+2n个边界点。内部点有m-1列和n-1行,共有i=(m-1)(n-1)个内点。
因此,根据上述的「皮克公式」,面积应是i+b/2-1=(m-1)(n-1)+(2m+2n)/2-1=mn。由此知上述公式对长方形正确。
至于一般的多边形,留意将具有一条公共边的两个多边形擦去公共边后拼成一个多边形,那么利用「皮克公式」算出新多边形的面积,正好等于原来两多边形利用「皮克公式」所算出的面积之和。
由此可知,用对角线把一个长方形分成两个三角形后,对应于每个三角形的「皮克公式」应是对应于长方形的「皮克公式」的一半,因此也就等于这三角形的面积。因为任何一个多边形都由若干个三角形所组成的,所以最终我们推得「皮克公式」对于顶点在格点上的每一个多边形都成立。