รูปสี่เหลี่ยมด้านขนาน

ในทางเรขาคณิต รูปสี่เหลี่ยมด้านขนาน คือรูปสี่เหลี่ยมชนิดหนึ่งที่มีด้านตรงข้ามขนานกันจำนวนสองคู่ ในบริบทของเรขาคณิตแบบยูคลิด ด้านตรงข้ามของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานมีความยาวเท่ากัน และมุมตรงข้ามก็มีขนาดเท่ากัน ความสมนัยของด้านตรงข้ามและมุมตรงข้ามเป็นผลทางตรงจากสัจพจน์เส้นขนานแบบยูคลิด (Euclidean Parallel Postulate) นั่นคือไม่มีเงื่อนไขอันใดที่สามารถพิสูจน์โดยไม่อ้างถึงสัจพจน์เส้นขนานแบบยูคลิดหรือบทบัญญัติเทียบเท่า

รูปสี่เหลี่ยมด้านขนาน
รูปนี้เป็นชนิดรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานมุมไม่ฉาก เพราะมุมของมันไม่เป็นมุมฉาก
ชนิดรูปสี่เหลี่ยม
ขอบและจุดยอด4
กรุปสมมาตรC2 (2)
พื้นที่B × H;
ab sin θ
สมบัติรูปหลายเหลี่ยมนูน

รูปทรงที่คล้ายกันในสามมิติคือทรงสี่เหลี่ยมด้านขนาน

สมบัติ

แก้
  • ด้านตรงข้ามของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานเป็นเส้นขนาน (โดยนิยาม) หมายความว่าเมื่อต่อด้านออกไปจะไม่บรรจบกัน
  • ด้านตรงข้ามของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานยาวเท่ากัน
  • มุมตรงข้ามของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานมีขนาดเท่ากัน
  • มุมภายในที่อยู่ติดกันรวมกันเป็นมุมประกอบสองมุมฉาก (รวมกันได้ 180°)
  • พื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานเป็นสองเท่าของพื้นที่ของรูปสามเหลี่ยมที่เกิดจากการแบ่งด้วยเส้นทแยงมุมหนึ่งเส้น
  • พื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานก็ยังเท่ากับขนาดของผลคูณไขว้ของเวกเตอร์ของด้านที่อยู่ติดกัน
  • เส้นทแยงมุมของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานแบ่งครึ่งซึ่งกันและกัน
  • เส้นตรงใด ๆ ที่ลากผ่านจุดกึ่งกลางของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานจะแบ่งครึ่งพื้นที่พอดี [1]
  • การแปลงสัมพรรค (affine transformation) ที่ไม่ใช่ภาวะลดรูป ทำให้รูปสี่เหลี่ยมด้านขนานกลายเป็นรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานอีกรูปหนึ่ง การแปลงสัมพรรคที่ทำให้รูปสี่เหลี่ยมด้านขนานกลายเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส มีเป็นจำนวนอนันต์
  • รูปสี่เหลี่ยมด้านขนานมีสมมาตรแบบหมุน (หรือสมมาตรเชิงวงกลม) ในอันดับสอง (หมุนครั้งละ 180°) และถ้ารูปสี่เหลี่ยมด้านขนานมีสมมาตรแบบสะท้อนสองแกน แสดงว่ามันคือรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนหรือไม่ก็รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า
  • เส้นรอบรูปของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานยาวเท่ากับ 2 (a + b) เมื่อ a และ b คือความยาวของด้านที่อยู่ติดกัน
  • ผลรวมของกำลังสองของด้านทั้งสี่ เท่ากับผลรวมของกำลังสองของเส้นทแยงมุมทั้งสอง [2] ดูเพิ่มที่กฎรูปสี่เหลี่ยมด้านขนาน

ประเภท

แก้

การพิสูจน์ว่าเส้นทแยงมุมแบ่งครึ่งซึ่งกันและกัน

แก้
รูปสี่เหลี่ยมด้านขนาน ABCD

การพิสูจน์ว่าเส้นทแยงมุมของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานแบ่งครึ่งซึ่งกันและกัน กระทำได้โดยใช้ทฤษฎีบทรูปสามเหลี่ยมสมภาค (เท่ากันทุกประการ) ดังนี้

(มุมแย้งภายในเส้นขนานมีขนาดเท่ากัน)
(มุมแย้งภายในเส้นขนานมีขนาดเท่ากัน)

เนื่องจากมุมเหล่านี้เป็นมุมที่เกิดจากเส้นตรงที่ลากผ่านเส้นขนาน AB และ DC

นอกจากนี้ ด้าน AB ก็ยาวเท่ากับ DC เนื่องจากด้านตรงข้ามของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานยาวเท่ากัน

เพราะฉะนั้นรูปสามเหลี่ยม ABE กับรูปสามเหลี่ยม CDE เท่ากันทุกประการด้วยสัจพจน์ มุม-ด้าน-มุม ดังนั้นจะได้

เนื่องจากเส้นทแยงมุม AC กับ BD ประกอบด้วยส่วนของเส้นตรงที่มีความยาวเท่ากันในแต่ละเส้น จึงสรุปว่าเส้นทแยงมุมทั้งสองแบ่งครึ่งซึ่งกันและกัน

สูตรพื้นที่

แก้
พื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานแสดงด้วยสีฟ้า

พื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานตามที่ปรากฏในภาพ (แสดงด้วยสีฟ้า) คือพื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมมุมฉากทั้งหมดหักออกด้วยพื้นที่ของรูปสามเหลี่ยมสองรูป (แสดงด้วยสีส้ม) เนื่องจากพื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมมุมฉากคือ

และพื้นที่ของรูปสามเหลี่ยมหนึ่งรูปคือ

ดังนั้นพื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานจะเท่ากับ

พื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานที่มีด้านสองด้านที่อยู่ติดกันยาวเท่ากับ a และ b และทำมุม θ สูตรพื้นที่อีกสูตรหนึ่งคือ

พื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานที่มีด้านสองด้านที่อยู่ติดกันยาวเท่ากับ a และ b โดยที่ ab และเส้นทแยงมุมทั้งสองเส้นตัดกันทำมุม γ คำนวณได้จากสูตรนี้ [3]

พื้นที่บนระบบพิกัด

แก้

กำหนดให้ a และ b เป็นเวกเตอร์ในปริภูมิสองมิติ พื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานที่เกิดจากเวกเตอร์ทั้งสองสามารถคำนวณได้จาก

กำหนดให้ a และ b เป็นเวกเตอร์ในปริภูมิ n มิติ พื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานที่เกิดจากเวกเตอร์ทั้งสองสามารถคำนวณได้จาก

กำหนดให้จุด a, b, c เป็นจุดในปริภูมิสองมิติ พื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานที่เกิดจากจุดยอดทั้งสามสามารถคำนวณได้ดังนี้

อ้างอิง

แก้
  1. Dunn, J. A., and J. E. Pretty, "Halving a triangle", Mathematical Gazette 56, May 1972, p. 105.
  2. Posamentier, Alfred S., and Charles T. Salkind, Challenging Problems in Geometry, Dover, second edition, 1996: p. 217, item 10-5.
  3. Mitchell, Douglas W., "The area of a quadrilateral", Mathematical Gazette, July 2009.

ดูเพิ่ม

แก้

แหล่งข้อมูลอื่น

แก้
🔥 Top keywords: พระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าเฉลิมศึกยุคลหน้าหลักพระสุนทรโวหาร (ภู่)องค์การกระจายเสียงและแพร่ภาพสาธารณะแห่งประเทศไทยพิเศษ:ค้นหาพระบาทสมเด็จพระวชิรเกล้าเจ้าอยู่หัวพระเจ้าวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าเฉลิมพลฑิฆัมพรอสมทวอลเลย์บอลหญิงเนชันส์ลีก 2024สไปร์ท (แร็ปเปอร์)ฟุตบอลชิงแชมป์แห่งชาติยุโรปฟุตบอลชิงแชมป์แห่งชาติยุโรป 2024พุ่มพวง ดวงจันทร์ดวงใจเทวพรหม (ละครโทรทัศน์)อีดิลอัฎฮาสมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้ายุคลทิฆัมพร กรมหลวงลพบุรีราเมศวร์ดอกเตอร์ไคลแมกซ์ ปุจฉาพาเสียวราชวงศ์จักรีลำดับโปเจียมแห่งราชอาณาจักรไทยรายชื่อตัวละครในพระอภัยมณีหม่อมเจ้านวพรรษ์ ยุคลทุติยจุลจอมเกล้าวิเศษพระเจ้าวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าภาณุพันธุ์ยุคลพระอภัยมณีหม่อมเจ้ามงคลเฉลิม ยุคลหม่อมเจ้าฑิฆัมพร ยุคลพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวพระบาทสมเด็จพระมหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตรหลานม่าอริยสัจ 4ตารางธาตุนิราศภูเขาทองรายชื่อเครื่องดนตรีเฌอมาวีร์ สุวรรณภาณุโชคประเทศไทยอาณาจักรอยุธยาปิติ ภิรมย์ภักดีวอลเลย์บอลวอลเลย์บอลหญิงทีมชาติไทย