2ベクトルが作る平行四辺形の符号付き面積

2つのベクトルが作る平行四辺形の符号付き面積

2つのベクトル a b を2辺とする平行四辺形の符号付き面積は, 平行四辺形の面積に符号を付けたもので, a を回転して b に重ねるとき反時計回りになる場合は時計回りになる場合はになる.ただし, a b が平行な場合は,符号付き面積は 0 になる.

■具体事例

a = ( a x , a y ) b = ( b x , b y ) のとき,平行四辺形の符号つき面積

a x b y a y b x

となる.

a を回転して b に重ねるとき反時計回りになる場合

図1

a b を2辺とする平行四辺形 OACB の面積 S を求める(図1の場合) .

B , 点 C の2点を通る直線と y 軸との交点を点 E とする.平行四辺形 OACB の面積 S と 平行四辺形 OADE の面積 S は等しい.なぜなら,辺 OA が共通で,辺 OA と線分 EC が平行より辺 OA を底辺とすると高さが等しくなるからである. 平行四辺形 OADE の面積 S は,辺 OE を底辺とすと,高さは線分 OF になり

S = a x b y a y b x a x × a x = a x b y a y b x

となる. S = S より

S= a x b y a y b x >0 ・・・・・・(1)

となる

a x < 0 のとき, a x b y a y b x a x < 0 となり,(1)は成り立つ.

◇点 E の座標

B を通り, a に平行な直線の方程式

y b y = a y a x x b x

y = a y a x x + a x b y a y b x a x

となる.よって,点 E の座標は

0 , a x b y a y b x a x

となる.

a を回転して b に重ねるとき時計回りになる場合

図2

a b を2辺とする平行四辺形 OACB の面積 S を求める(図2の場合) .

同様に考えると

S = a x b y a y b x >0 ・・・・・・(2)

となる.

a x < 0 のとき, a x b y a y b x a x > 0 となり,(2)は成り立つ.

■まとめ

(1),(2)をまとめると平行四辺形の符号つき面積

a x b y a y b x

となる.

 

ホーム>>カテゴリー分類>>ベクトル>>2ベクトルが作る平行四辺形の符号付き面積

最終更新日 2026年3月27日