什麼是正方形的內接圓?
內接圓是指能完美塞進正方形內部的最大圓,並與正方形的四條邊各相切於一點。由於這個圓會從一邊延伸到正對面的另一邊,因此它的直徑恰好等於正方形的邊長。本計算機只要輸入正方形的邊長,就能立即算出內接圓的半徑、直徑、面積、周長,以及圓覆蓋了正方形多少比例。
如何使用本計算機
輸入正方形的邊長(s),單位可自由選擇——公分、英吋、公尺都可以。計算結果會沿用相同的單位(長度為你輸入的單位,面積則為該單位的平方)。系統會自動算出所有數值,包括圓未覆蓋到、留在四個角落的剩餘面積。
公式解析
由於內接圓會同時與兩組對邊相切,因此直徑 \(d\) 等於邊長 \(s\)。半徑自然是邊長的一半:\(r = s/2\)。將此半徑代入標準的圓面積公式 \(A = \pi r^2\),便可得到 $$A = \pi\left(\frac{s}{2}\right)^2 = \frac{\pi s^2}{4}$$周長為 \(C = \pi d = \pi s\),而正方形的面積就是 \(s^2\)。無論大小如何,圓所覆蓋的正方形比例永遠是 \(\frac{\pi}{4} \approx 78.54\%\)。
實際範例
假設一個正方形的邊長為 10 單位。半徑為 \(r = 10/2 = 5\) 單位。圓面積為 $$\frac{\pi \times 10^2}{4} = \frac{100\pi}{4} = 25\pi \approx 78.54$$ 平方單位。正方形面積為 100,因此四個角落的剩餘面積為 \(100 - 78.54 = 21.46\) 平方單位,覆蓋率為 78.54%。
常見問題
為什麼直徑會等於邊長?因為最大的內接圓必須與四條邊都相切,所以它得橫跨整個正方形的寬度,使得直徑等於邊長 \(s\)。
圓覆蓋了正方形多少比例?無論正方形多大,永遠都是 \(\frac{\pi}{4} \approx 78.54\%\)。
我該使用什麼單位?任何一致的單位都可以。你輸入邊長時用什麼單位,長度結果就用該單位,面積則為該單位的平方。