什麼是圓錐台?
圓錐台又稱截頂圓錐,是用一個與底面平行的切面把圓錐的頂端切掉後所剩下的立體。它有兩個互相平行的圓形面:較大的下底面半徑為 r1,較小的上底面半徑為 r2,兩者之間以垂直高度 h 相隔。這個計算機可以求出圓錐台的體積、側面積(側壁面積)、總表面積以及斜高。它純粹是幾何運算,只要三個尺寸使用相同的長度單位,任何單位都適用。
使用方法
輸入下底半徑(r1)、上底半徑(r2)與垂直高度(h),再選擇長度單位即可。三個數值務必使用相同單位。計算出的體積會以該單位的立方表示,表面積則以該單位的平方表示。若將 r2 設為 0,即可模擬完整的圓錐;若設定 r1 = r2,則可模擬圓柱體。
公式說明
體積為 V =(πh/3)(r1² + r1·r2 + r2²)。斜高是沿著側面的對角線長度:l = √(h² + (r1 − r2)²)。側面積為 S_side = π(r1 + r2)l。再把上下兩個圓形端面加上去,就得到總表面積 S = S_side + πr1² + πr2²。
實例演算
以 r1 = 3、r2 = 2、h = 5(公尺)為例:r1² + r1·r2 + r2² = 9 + 6 + 4 = 19,因此 V =(π·5/3)·19 ≈ 99.4838 立方公尺。斜高 l = √(25 + 1) = √26 ≈ 5.099 公尺。側面積 S_side = π·5·5.099 ≈ 80.1037 平方公尺。上下兩端面再加上 π·9 + π·4 ≈ 40.8407 平方公尺,總表面積 S ≈ 120.9444 平方公尺。
常見問題
兩個半徑的順序會影響結果嗎?不會。斜高使用的是 (r1 − r2)²,因此即使把兩個半徑對調,所得到的表面積與體積都相同。
如果上底半徑為零會怎樣?圓錐台會變成完整的圓錐,公式也會簡化為標準圓錐體積 V =(πh/3)r1²,斜高則為 √(h² + r1²)。
如果兩個半徑相等呢?你會得到一個圓柱體,此時 l = h、V = πr1²h,側面積 S_side = 2πr1·h。