面积测量形状内部二维空间的大小。本指南涵盖了每种常见形状的公式 - 以及每个公式背后的示例和推理。
什么是面积?
面积以平方单位测量:cm²、m²、in²、ft² 等。如果用 1 厘米 × 1 厘米的瓷砖铺地板,需要 500 块瓷砖,则地板面积为 500 平方厘米。
## 长方形
A = l × w
最基本的面积公式。将长度乘以宽度。
示例: 房间 5m × 4m:A = 5 × 4 = 20 m²
## 正方形
A = s^2
一个特殊的矩形,所有边都相等。
**示例:**边长为 30 厘米的方形瓷砖:A = 30² = 900 cm²
## 三角形
A = (1) / (2) × b × h
底边乘以高度的一半。高度必须“垂直”于底座,而不是倾斜的一侧。
示例: 底长 8 厘米,高 5 厘米的三角形:A = ½ × 8 × 5 = 20 cm²
为什么是 1/2? 三角形恰好是具有相同底和高的矩形的一半。画任意三角形,复制它,翻转副本——它们总是形成一个矩形。
海伦公式(当你知道所有三边时)
A = √(s(s-a)(s-b)(s-c))
其中 s = (a + b + c)/2 是半周长。
示例: 边长为 3、4、5 的三角形: -s = (3+4+5)/2 = 6
- A = √(6×3×2×1) = √36 = 6 cm²
## 圆圈
A = π r^2
其中 r 是半径(直径的一半)。
示例: 直径 10 厘米(半径 5 厘米)的圆: A = π × 5² = 25π ≈ 78.54 cm²
为什么是 πr²? 想象一下,将一个圆切成许多薄披萨片,然后将它们上下交替重新排列成接近矩形的形状。 “宽度”接近πr(周长的一半),“高度”接近r。面积 = πr × r = πr²。
椭圆
A = π × a × b
其中a和b是半长轴和半短轴。
示例: 轴为 6cm 和 4cm 的椭圆: A = π × 3 × 2 = 6π ≈ 18.85 cm²
梯形(梯形)
A = ((a + b)) / (2) × h
其中a和b是平行边,h是垂直高度。
示例: 平行边分别为 8 厘米和 5 厘米、高 4 厘米的梯形: A = (8+5)/2 × 4 = 6.5 × 4 = 26 平方厘米
平行四边形
A = b × h
底边乘以垂直高度(不是斜边)。
示例: 底边 7 厘米,高 3 厘米的平行四边形:A = 7 × 3 = 21 cm²
菱形(从对角线开始)
A = (d_1 × d_2) / (2)
其中 d₁ 和 d2 是两条对角线。
示例: 对角线为 10 厘米和 6 厘米的菱形:A = (10 × 6)/2 = 30 cm²
正多边形(n 条相等的边)
A = (1) / (4) n s^2 cot((π) / (n))
其中 n = 边数,s = 边长。
示例: 边长 4 厘米的正六边形 (n=6): A = 1/4 × 6 × 16 × cot(π/6) = 24 × √3 ≈ 41.57 cm²
圆的扇区
A = (θ) / (360°) × π r^2
圆形的“披萨片”,其中 θ 是角度(以度为单位)。
示例: 半径为 5cm、角度为 90° 的扇形:A = (90/360) × π × 25 = 25π/4 ≈ 19.63 cm²
圆环(环)
A = π(R^2 - r^2)
两个同心圆之间的面积,其中 R 是外半径,r 是内半径。
示例: 外半径 8 厘米,内半径 5 厘米的环: A = π(64 − 25) = 39π ≈ 122.52 cm²
复合形状
对于不规则的形状,将它们分成更简单的部分:
示例: L 形房间。
将其视为一个大矩形减去一个较小的矩形:
- 大矩形:8m × 6m = 48 m²
- 缺角:3m × 2m = 6 m²
- L 形面积:48 − 6 = 42 m²
面积单位换算
由于面积是二维的,单位转换为平方:
| 从 | 到 | 乘以 |
|---|---|---|
| 1平方米 | 平方厘米 | 10,000 |
| 1 平方英尺 | 英寸² | 144 |
| 1英亩 | 平方英尺 | 43,560 |
| 1公顷 | 平方米 | 10,000 |
| 1 英里² | 英亩 | 640 |
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