คราวนี้ ลองกลับมาขุดเรื่องสมัยเด็ก ๆ กันอีกทีดีกว่า (คราวนี้ต้องคิดตามเยอะหน่อยนะ เป็นเรื่องพีชคณิตล้วน ๆ เลย) เรื่องนี้เรียกว่า Hero's Formula หรือ Heron's Formula (มันมี 2 ชื่อ ... ได้ไงไม่รู้)
เข้าเรื่องเร็ว ๆ เลยละกัน สมมติว่ามีสามเหลี่ยมรูปนึง ที่เรารู้ความยาวด้านทั้งสาม
แล้วเราจะหาพื้นที่ของสามเหลี่ยมนี่ได้ยังไงหละ? ลากเส้นส่วนสูงแล้วกำหนดตัวแปรเพิ่มก่อนละกัน
เอาหละ คราวนี้ลองมาดูว่าเราตั้งสมการอะไรได้บ้าง
(1) | A2 = h2 + a2 |
(2) | B2 = h2 + b2 |
(3) | C = a + b
|
เอาหละ มี 3 สมการ 3 ตัวแปรพอดีเลย มันต้องแก้ได้แหละนะ เริ่มโดยเอา (1) - (2) จะได้
A2 - B2 = a2 - b2
A2 - B2 = (a - b)(a + b)
เนื่องจาก (3) แทนค่าลงไปจะได้
คราวนี้ ตามสูตรมาตรฐานก็คือ (3) + (4) จะได้ 2a ออกมาแล้ว
C + (A2 - B2)/C = 2a
เอา C คูณตลอด รูปจะได้สวย ๆ
2aC = A2 - B2 + C2
คราวนี้ ยกกำลังสอง เพื่อให้มันมี a
2 จะได้ใกล้เคียงกับสมการที่ (1)
(5) | 4a2C2 = (A2 - B2 + C2)2 |
เอาสมการที่ (1) คูณด้วย 4C
2 รูปจะได้ตรงกันพอดีกับ (5)
4A2C2 = 4h2C2 + 4a2C2
เอา (5) มาแทนได้แล้วหละ
4A2C2 = 4h2C2 + (A2 - B2 + C2)2
ตอนนี้ติดตัวแปรเดียวคือ h ก็ย้ายข้างซะ
4h2C2 = 4A2C2 - (A2 - B2 + C2)2
4h2C2 = (2AC + A2 - B2 + C2)(2AC - A2 + B2 - C2)
4h2C2 = [(A + C)2 - B2][B2 - (A - C)2]
4h2C2 = (A + C + B)(A + C - B)(B + A - C)(B - A + C)
4h2C2 = (A + B + C)(-A + B + C)(A - B + C)(A + B - C)
เอาหละ ถอดรากเลย
2hC = sqrt[(A + B + C)(-A + B + C)(A - B + C)(A + B - C)]
เนื่องจากพื้นที่ของสามเหลี่ยมคือ hC/2 ดังนั้นคำตอบที่เราต้องการก็คือ
hC/2 = (1/4)sqrt[(A + B + C)(-A + B + C)(A - B + C)(A + B - C)]
ถ้าให้ s = (A + B + C)/2 จะได้ว่า
2s = A + B + C
2(s - A) = -A + B + C
2(s - B) = A - B + C
2(s - C) = A + B - C
ดังนั้น
พื้นที่ของสามเหลี่ยม = sqrt[s(s - A)(s - B)(s - C)]
s = (A + B + C)/2
จบแล้วจ้า นี่แหละที่เรียกว่า Hero's Formula หรือ Heron's Formula