月牙形面積計算機
根據外半徑與內半徑計算圓環面積,同時求出環寬與邊界總長度。
圓環尺寸
輸入同心圓的外半徑與內半徑,內半徑必須小於外半徑。
從共同圓心測量至外緣。
從共同圓心測量至內緣。
關於月牙形與圓環面積
本計算機求兩個同心圓之間的面積,這種形狀更精確的名稱是圓環。舊版頁面將其稱為月牙形。當兩個圓共用圓心時,以大圓面積減去小圓面積即可求得該區域:A = pi × (R² - r²)。其中 R 是外半徑,r 是內半徑。由於要從外圓內部移除內圓,外半徑必須較大。
外半徑為 5、內半徑為 3 時,半徑平方之差為 25 - 9 = 16。將 16 乘以圓周率,得到約 50.2655 平方單位。先將半徑相減再平方並不正確:pi × (R - r)² 求得的是半徑等於環寬的另一個圓面積,而非圓環面積。運用平方差恆等式,正確公式也可寫成 pi × (R - r) × (R + r)。
環寬是徑向厚度 R - r。計算機也會提供邊界總長度,也就是外圓周長加上內圓周長:2 × pi × R + 2 × pi × r。估算兩側邊緣的飾條用量時可使用邊界長度,估算覆蓋區域的材料時則可使用面積。墊圈、密封墊、圓形跑道、管道橫截面與環形花圃都可用此模型描述。
兩個半徑必須使用相同長度單位。若以毫米測量,環寬與邊界長度便以毫米表示,面積則以平方毫米表示。單位不同時,請先換算再輸入。計算機不限定單位標籤,因此可使用公分、公尺、英吋、英呎或任何其他一致的單位。內半徑允許為零;此時沒有中心孔,結果就是完整圓的面積。
由不同圓心的兩個重疊圓形成的真正偏心月牙形,需要圓心距與圓弓形公式。本計算機刻意沿用來源頁面對同心圓環的定義,因此不適用於偏心的新月形。套用結果前,請確認圖中兩圓共用同一圓心。非同心圓應改用重疊面積或月牙形面積計算。
計算使用內建的高精度圓周率,只對顯示答案進行四捨五入。後續計算時,請盡可能保留完整數值。實際測量有公差,由於兩個半徑都會平方,半徑變化可能明顯影響圓環面積。請仔細測量內外半徑,使用同一個參考圓心,並依測量精度將最終面積四捨五入。
圓環面積範例
圓環面積等於外圓面積減去內圓面積。
| 外半徑與內半徑 | 圓環面積 | 其他結果 |
|---|---|---|
| R = 5, r = 3 | 50.2655 平方單位 | 環寬 2;邊界總長度 50.2655 |
| R = 10, r = 6 | 201.0619 平方單位 | 環寬 4;邊界總長度 100.531 |
| R = 4, r = 0 | 50.2655 平方單位 | 沒有中心孔,因此是完整的圓 |
如何計算圓環面積
- 確認外圓與內圓共用同一個圓心。
- 測量並輸入較大的外半徑。
- 以相同單位測量並輸入較小的內半徑。
- 選擇「計算圓環面積」,將由半徑平方求得的兩個圓面積相減。
- 面積使用平方單位,環寬與邊界長度使用長度單位。
月牙形面積常見問題
這個月牙形計算機使用什麼公式?
使用圓環公式 A = pi × (R² - r²),也就是從外圓面積扣除同心內圓面積。
為什麼外半徑必須較大?
內圓必須完全位於外圓內。半徑相等時剩餘面積為零,內半徑較大則無法描述預期的圓環。
這和偏心的新月形相同嗎?
不同。偏心月牙形需要兩個不同圓心之間的距離。本計算機採用原始工具使用的同心圓環模型。
如何求圓環寬度?
用外半徑減去內半徑。環寬是長度量,不使用平方單位。
內半徑可以為零嗎?
可以。內半徑為零表示沒有移除中心孔,公式便簡化為外圓的一般面積公式。