不規則多邊形面積計算機
根據依序排列的座標對,以鞋帶公式計算任意簡單不規則多邊形的面積。
由頂點求多邊形面積
沿邊界以順時針或逆時針順序,輸入至少三組x,y座標。
以逗號分隔x與y,並以分號分隔各頂點。
關於不規則多邊形面積
不規則多邊形的邊長或角度不全相等,因此通常無法直接套用單一矩形或正多邊形公式。已知頂點座標時,鞋帶公式是一種直接且可靠的面積計算方法。它適用於三角形、四邊形及更多邊的簡單多邊形,不論凸多邊形或凹多邊形皆可。此方法廣泛用於座標幾何、電腦繪圖、製圖、土地測量、建築與工程。
鞋帶公式依邊界順序處理每條邊。對每個頂點,先將目前的x座標乘以下一個y座標,再減去下一個x座標乘以目前y座標的值。最後一個頂點會接回第一個頂點,使多邊形閉合。將這些交叉乘積之差相加,得到帶正負號的兩倍面積。取絕對值後除以二,即為一般的非負面積,因此順時針與逆時針輸入會得到相同的面積大小。
頂點必須沿邊界依序列出,不應單獨依x或y排序,路徑也不應跨越內部跳接。自我交叉的頂點序列會形成交叉路徑,有向區域可能互相抵銷,結果未必代表原本想求的填滿面積。無須在末尾重複第一點,因為計算機會自動將最後一個頂點接回第一個。
座標單位決定面積單位。若x與y以公尺計量,答案就是平方公尺;若以英尺計量,答案就是平方英尺。計算機不進行單位換算,因為所有座標都應事先使用相同的長度單位與比例尺。支援小數與負數座標,因此可計算笛卡兒平面上任意位置的圖形,不限於第一象限。
實地測量時,請確保座標採用適合該地點的平面投影系統。原始經緯度位於彎曲的地球表面,不應當作一般平面距離直接輸入,尤其是大範圍區域。請先將地理位置轉換為適當的投影座標參考系統。對於課堂幾何與小型平面設計,只需依序記錄每個角點、輸入座標對,再利用頂點數量與計算面積核對圖形。
多邊形面積範例
| 依序排列的頂點 | 面積 | 圖形 |
|---|---|---|
| (0,0), (4,0), (4,3), (0,3) | 12平方單位 | 矩形驗證面積為長乘寬。 |
| (0,0), (6,0), (2,4) | 12平方單位 | 三角形驗證面積為底乘高再乘二分之一。 |
| (0,0), (5,0), (4,2), (2,4), (0,3) | 14平方單位 | 不規則凸五邊形。 |
| (0,0), (4,0), (4,4), (2,2), (0,4) | 12平方單位 | 沿邊界順序輸入的凹多邊形。 |
如何計算不規則多邊形面積
- 沿邊界以順時針或逆時針順序記錄所有多邊形頂點。
- 以x,y格式輸入各頂點,並以分號分隔相鄰座標對。
- 選擇「計算面積」以套用鞋帶公式。
- 讀取以座標單位平方表示的結果。
不規則多邊形面積常見問題
什麼是鞋帶公式?
它是一種座標計算法,將相鄰多邊形頂點的交叉乘積之差加總。取此有向和的絕對值再除以二,即為多邊形面積。
頂點順序重要嗎?
重要。頂點必須沿多邊形邊界排列,不能跨越圖形跳接。順時針或逆時針都可,因為計算機會取絕對值。
計算機能處理凹多邊形嗎?
可以。鞋帶公式適用於簡單凹多邊形。邊界不得自我交叉,且必須依序包含每個角點。
需要重複第一個座標嗎?
不需要。計算機會自動連接最後一點與第一點,使多邊形閉合。重複輸入並無必要,但不會改變數學上的面積。
結果使用什麼單位?
結果使用座標單位的平方。座標以公尺表示時得到平方公尺,以英尺表示時得到平方英尺。