這個立方體計算器能做什麼
立方體是所有長方體中最對稱的一種:十二條稜邊長度完全相同,每一面都是一模一樣的正方形,所有角度也都是直角。正因為這份對稱性,只要量出一個數值,就能完全決定整個立體的所有性質。這個計算器只需要你輸入「一項」資料——邊長、面對角線、體對角線(空間對角線)、表面積或體積——就能立即算出其餘四項。
使用方法
先從「已知變數」下拉選單中選出你手上已知的數值,輸入數字,再依需要選擇單位標籤與有效位數。單位純粹只是顯示用途:長度類的答案會標上單位,面積標上單位平方,體積標上單位立方,但系統不會做任何 SI 單位換算,因為所有輸出都以你輸入時所用的相同基本單位來表示。
公式解析
立方體的所有性質都可由稜長 \(a\) 推導出來。面對角線是橫越單一正方形面、由一角到對角的線段,根據畢氏定理 \(f = a\sqrt{2}\)。體對角線則貫穿立方體內部,從一個頂點直達正對面的頂點,因此 \(d = a\sqrt{3}\)。總表面積是六個相同正方形面的總和:\(S = 6a^2\)。體積為 \(V = a^3\)。當你輸入的是其他變數時,計算器會先反推這些關係式求出 \(a\)(例如 \(a = \sqrt{\tfrac{S}{6}}\) 或 \(a = \sqrt[3]{V}\)),再重新套用這四條公式。
$$f = a\sqrt{2},\quad d = a\sqrt{3},\quad S = 6a^2,\quad V = a^3$$
實例演算
假設體積為 64。邊長即為 \(a = \sqrt[3]{64} = 4\)。接著 \(f = 4\sqrt{2} \approx 5.65685\),\(d = 4\sqrt{3} \approx 6.92820\),表面積 \(S = 6\cdot 4^2 = 96\),體積 \(V = 4^3 = 64\)。選擇「體積」並輸入 64,就會得到以上這些完全相同的數值。
常見問題
面對角線和體對角線有什麼不同?面對角線平躺在某一個正方形面上(長度為 \(a\sqrt{2}\)),而體對角線(空間對角線)則穿過立方體的內部(長度為 \(a\sqrt{3}\))。
可以輸入零或負值嗎?不行。真實的立方體必須有正的尺寸,因此輸入值必須大於 0。
為什麼改變單位數字卻不會變?單位只是一個標籤而已。由於所有輸出都是相對於同一個輸入單位來表示,因此無論你選公分、公尺還是不選單位,算出來的數字都完全一樣。