五邊形計算器 - 面積、周長與邊心距
從正五邊形的任一已知值計算所有屬性——輸入邊長、邊心距、面積或周長,即可立即取得其他所有測量值。
選擇你已知的屬性,輸入其數值,計算器就會算出邊長、周長、面積、邊心距與對角線。
五邊形計算器 - 面積、周長與邊心距
從正五邊形的任一已知值計算所有屬性——輸入邊長、邊心距、面積或周長,即可立即取得其他所有測量值。
關於五邊形計算器
正五邊形是一個凸多邊形,具有五條等長的邊與五個相等的內角。每個內角為 108°,所有內角總和為 540°,此圖形還有五條鏡射對稱軸以及 5 階旋轉對稱。正五邊形常見於自然界——秋葵的橫截面、許多花朵的花瓣排列,以及海星腕部的對稱性都呈現五邊形幾何——也出現在藝術與建築中,從華盛頓特區的五角大廈到裝飾磁磚與測地穹頂面板皆然。
正五邊形的所有屬性都可由其邊長 s 推導。周長很簡單:P = 5s。邊心距 a——從中心到任一邊中點的垂直距離——等於 s / (2 × tan(π/5)),其中 tan(π/5) ≈ 0.7265。面積可以邊長表示為 A = (5s²) / (4 × tan(π/5)),或等價地使用邊心距寫成 A = (5/2) × s × a。對角線 d(兩個非相鄰頂點之間的距離)為 d = s × φ,其中 φ = (1 + √5) / 2 ≈ 1.6180 是黃金比例——這個美麗的連結讓正五邊形與數學中最著名的無理數密不可分。
由於主要屬性(邊長、周長、面積、邊心距與對角線)都由這些公式相互關聯,只要知道其中任一個,就足以求得其餘所有屬性。反向關係也同樣直觀:已知面積 A,可求邊長 s = √(4A × tan(π/5) / 5);已知邊心距 a,邊長 s = 2a × tan(π/5);已知周長 P,邊長 s = P/5;已知對角線 d,邊長 s = d/φ。
貫穿五邊形幾何的黃金比例 φ,數千年來一直吸引著數學家與藝術家。正五邊形的對角線與邊長之比正好是 φ,正五邊形的對角線彼此相交時也形成黃金比例。以圓規和直尺作正五邊形——一種古典歐幾里得作圖——必須先構造黃金比例。這些性質讓五芒星(連接每隔一個頂點形成的五角星)在古希臘與文藝復興傳統中成為美與和諧的象徵。
無論你是在設計五邊形房間、鋪設地板、計算五邊形建築的樓地板面積、裁切五邊形材料,或是在數學藝術作品中探索黃金比例,這個計算器都能讓你從手邊的任一測量值開始,並立即取得所需精度的五邊形其他全部屬性。
五邊形計算器範例
從四種常見已知值出發的範例。
| 已知值 | 主要結果 | 使用公式 |
|---|---|---|
| 邊長 s = 10 | 周長 = 50,面積 ≈ 172.05,邊心距 ≈ 6.882,對角線 ≈ 16.18 | A = 5s²/(4 tan(π/5));對角線 = s × φ ≈ 1.618 × 10。 |
| 邊心距 a = 6.882 | 邊長 ≈ 10.00,周長 ≈ 50.00,面積 ≈ 172.05,對角線 ≈ 16.18 | s = 2a × tan(π/5) ≈ 2 × 6.882 × 0.7265。 |
| 面積 = 172.05 | 邊長 ≈ 10.00,周長 ≈ 50.00,邊心距 ≈ 6.882,對角線 ≈ 16.18 | s = √(4A × tan(π/5) / 5)。 |
| 周長 = 50 | 邊長 = 10,面積 ≈ 172.05,邊心距 ≈ 6.882,對角線 ≈ 16.18 | s = P/5 = 10;其他所有屬性皆可隨之求得。 |
如何使用五邊形計算器
- 在「計算依據」下拉選單中選擇你已知的屬性:邊長、邊心距、面積、周長或對角線。
- 在「數值」欄位輸入已知值與適當單位(輸出會使用相同單位)。
- 按一下「計算」。計算器會套用相關的五邊形公式,並立即顯示全部五項屬性。
- 在結果面板查看邊長、周長、面積、邊心距與對角線。
- 按一下「重設」清除欄位,並計算另一個五邊形。
五邊形計算器常見問題
正五邊形的面積公式是什麼?
邊長為 s 的正五邊形面積為 A = (5s²) / (4 × tan(π/5))。數值上 tan(π/5) ≈ 0.72654,因此 A ≈ 1.72048 × s²。也可寫成 A = (5/2) × s × a,其中 a 是邊心距——這就是標準多邊形面積公式:周長的一半乘以邊心距。
五邊形的邊心距是什麼?
邊心距是從五邊形中心到其中一邊中點的垂直距離。對於邊長為 s 的正五邊形,邊心距 a = s / (2 × tan(π/5)) ≈ 0.6882 × s。它也是內切圓半徑,也就是能放入五邊形內並與五條邊相切的最大圓半徑。
為什麼對角線等於邊長乘以黃金比例?
在正五邊形中,對角線 d 與邊長 s 滿足 d/s = φ = (1 + √5)/2 ≈ 1.618。這源自兩條邊與一條對角線形成的等腰三角形:其長邊與短邊之比正好是 φ。這是基礎幾何中黃金比例最優雅的例子之一。
正五邊形的周長是多少?
正五邊形的周長為 P = 5 × s,其中 s 是邊長。因為五條邊都相等,只要將邊長乘以五即可。反過來,若知道周長,除以五即可求得邊長。
正五邊形有幾條對角線?
正五邊形正好有五條對角線——每個頂點連到兩個非相鄰頂點。這五條對角線會在五邊形內形成一個正五芒星。每條對角線長度相同,d = s × φ,且對角線彼此相交形成黃金比例。
這個計算器可以使用不同單位嗎?
可以。計算器適用於任何一致的單位——公分、公尺、英寸、英尺或其他線性單位。只要用你選定的單位輸入已知值,所有輸出測量值都會使用相同單位(面積使用該單位的平方,例如輸入 cm 時為 cm²)。