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求$|x|+|y|\leq 1$表示区域的面积,我的计算是否正确?

关于不等式$|x|+|y|\leq 1$区域面积的解答

嘿,你的结论有点小偏差哦,咱们来一步步拆解这个问题:

首先,先明确$|x|+|y|\leq 1$所表示的区域是什么样的。我们可以通过拆分绝对值的情况来分析:

  • 当$x\geq0, y\geq0$时,不等式变为$x+y\leq1$,这是第一象限内由$(0,0)$、$(1,0)$、$(0,1)$围成的直角三角形
  • 当$x\leq0, y\geq0$时,不等式变为$-x+y\leq1$,对应第二象限内由$(0,0)$、$(-1,0)$、$(0,1)$围成的直角三角形
  • 当$x\leq0, y\leq0$时,不等式变为$-x-y\leq1$,对应第三象限内由$(0,0)$、$(-1,0)$、$(0,-1)$围成的直角三角形
  • 当$x\geq0, y\leq0$时,不等式变为$x-y\leq1$,对应第四象限内由$(0,0)$、$(1,0)$、$(0,-1)$围成的直角三角形

把这四个三角形拼起来,得到的是一个菱形(本质是正方形),它的四个顶点分别是$(1,0)$、$(0,1)$、$(-1,0)$、$(0,-1)$。

接下来计算面积:

  • 方法1:四个直角三角形的面积之和,每个三角形的直角边都是1,单块面积是$\frac{1}{2}\times1\times1=0.5$,四块总面积就是$4\times0.5=2$
  • 方法2:这个正方形的对角线长度是2(从$(1,0)$到$(-1,0)$的距离是2,从$(0,1)$到$(0,-1)$的距离也是2),正方形面积等于对角线乘积的一半,即$\frac{2\times2}{2}=2$

你之前误以为是边长为1的正方形,是把这个图形当成了平行于坐标轴的正方形,但实际上这个图形的边是斜向的,相邻顶点间的边长是$\sqrt{(1-0)2+(0-1)2}=\sqrt{2}$,面积是$(\sqrt{2})^2=2$,刚好落在给定的1.90到2.10的范围内。

内容的提问来源于stack exchange,提问作者userNoOne

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