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给定原始面积和变换矩阵,如何计算变换后区域的面积?

要找到变换后区域的面积,需将原始面积乘以变换矩阵行列式的绝对值。公式为:新面积=旧面积⋅∣det⁡(A)∣\text{新面积} = \text{旧面积} \cdot |\det(A)|。

适用条件

  • 变换是线性的并由 2×22\times 2 矩阵表示。
  • 原始面积已知。
  • 在标准正交坐标中使用普通欧几里得面积。

理解与推导

  1. 计算变换矩阵 A 的行列式。
  2. 取行列式的绝对值。
  3. 将此值乘以区域的原始面积。
  4. 结果即为变换后区域的面积。

例子

给定原始面积为 0.6,矩阵 A=[3112]A = \begin{bmatrix} 3 & 1 \\ 1 & 2 \end{bmatrix} 且 ∣det⁡(A)∣=5|\det(A)| = 5,则新面积为 0.6×5=30.6 \times 5 = 3。

容易误解的地方

  • 使用有符号行列式而不是绝对值。
  • 将原始面积乘以行列式的平方。

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