什麼是正八邊形面積計算器?
這個工具能依據單一邊長,算出正八邊形的面積。所謂正八邊形,是指八條邊長度相等、八個內角也都相同的多邊形。從停車再開的停止標誌、雨傘骨架,到地板磁磚與各式建築設計,正八邊形隨處可見,因此快速掌握它所圍出的面積,無論是手作、施工,還是幾何作業都相當實用。
使用方法
輸入其中一條邊的長度(\(s\)),單位可以自由選擇——公分、英吋、公尺或英呎都行。按下計算後,工具會以該單位的平方回傳面積,同時附上周長。由於公式純粹是幾何運算,因此適用於任何單位、任何正數的邊長。
公式說明
正八邊形的面積為:
$$A = 2\left(1 + \sqrt{2}\right)\cdot s^{2}$$
其中常數 \(2\left(1 + \sqrt{2}\right)\) 約等於 \(4.8284\)。正八邊形可以拆解成中央一個正方形、四個長方形與四個角落三角形;把這些部分相加,就會得到這個簡潔的算式。至於周長,因為八條邊都相等,所以直接 \(P = 8s\) 即可。
計算範例
假設每條邊長為 5 個單位,則 \(s^{2} = 25\),代入後 $$A = 2(1 + 1.41421) \times 25 = 4.82843 \times 25 \approx 120.71 \text{ 平方單位}$$ 周長則是 \(8 \times 5 = 40\) 個單位。
常見邊長的正八邊形面積
正八邊形的面積可以直接從其邊長 \(s\) 使用公式 \(A = 2\left(1 + \sqrt{2}\right)s^{2}\) 求得,其中常數 \(2(1+\sqrt{2}) \approx 4.828427\)。周長簡單地為 \(P = 8s\)。下表列出了一系列常見邊長的這兩個量,四捨五入到小數點後兩位。數值使用一致的單位——如果 \(s\) 以釐米為單位,面積則以平方釐米為單位。
| 邊 \(s\) | 周長 \(8s\) | 面積 \(2(1+\sqrt{2})s^{2}\) |
|---|---|---|
| 1 | 8 | 4.83 |
| 2 | 16 | 19.31 |
| 5 | 40 | 120.71 |
| 10 | 80 | 482.84 |
| 20 | 160 | 1931.37 |
| 50 | 400 | 12071.07 |
| 100 | 800 | 48284.27 |
由於面積與邊長的平方成正比,將邊長加倍會使面積增加四倍——例如,從 \(s=10\) 變為 \(s=20\) 時,面積從 482.84 增加到 1931.37,增加了四倍。
正八邊形尺寸轉換
正八邊形可以由多個相關測量值描述,每個測量值都是邊長 \(s\) 的固定倍數。平邊之間的寬度 \(W\) 是兩條相對平行邊之間的距離;角之間的寬度 \(D\)(外接圓直徑)是兩個相對頂點之間的距離。它們由以下公式給出:
$$W = s\left(1+\sqrt{2}\right), \qquad D = s\sqrt{4+2\sqrt{2}}, \qquad P = 8s$$| 量 | 公式 | 因子 × \(s\) |
|---|---|---|
| 周長 \(P\) | \(8s\) | 8 |
| 平邊之間的寬度 \(W\) | \(s(1+\sqrt{2})\) | 2.414214 |
| 角之間的寬度 \(D\) | \(s\sqrt{4+2\sqrt{2}}\) | 2.613126 |
| 面積 \(A\) | \(2(1+\sqrt{2})s^{2}\) | 4.828427(× \(s^{2}\)) |
若要反向轉換,請除以該因子。例如,如果您知道平邊之間的寬度,邊長為 \(s = W / (1+\sqrt{2}) \approx 0.414214\,W\);如果您知道角之間的直徑,\(s = D / \sqrt{4+2\sqrt{2}} \approx 0.382683\,D\)。一旦恢復 \(s\),面積就遵循 \(A = 2(1+\sqrt{2})s^{2}\)。例如,邊長為 \(s = 30\,\text{cm}\) 的停止標誌形八邊形的平邊之間寬度為 \(72.43\,\text{cm}\),角之間寬度為 \(78.39\,\text{cm}\),面積為 4345.58 cm²。
常見問題
不規則的八邊形也適用嗎?不行。這個公式假設是邊長與角度全部相等的正八邊形。不規則八邊形必須拆分成多個三角形,再分別計算面積後加總。
可以使用哪些單位?任何一致的單位都行——你輸入邊長用什麼單位,算出的面積就是該單位的平方。
如果只知道對邊距離(across flats),該怎麼求面積?對邊寬度 \(W\) 與邊長的關係為 \(W = s(1 + \sqrt{2})\),因此 \(s = W / (1 + \sqrt{2})\)。先換算成邊長,再輸入即可。