什麼是海龍公式?
海龍公式(又稱海倫公式或希羅公式)能讓你在只知道三角形三邊長的情況下,直接算出面積——不需要高、不需要角度,也不必動用任何三角函數。這條公式以古希臘工程師亞歷山卓的海龍(Hero of Alexandria)命名,他在將近 2,000 年前就提出了這個方法。這個計算機是通用的:無論使用公分、公尺、英吋或英呎,只要單位一致即可,算出的面積就是該單位的平方。
如何使用這個計算機
請以相同單位輸入三邊長 \(a\)、\(b\)、\(c\),即可直接讀取面積。工具同時會顯示半周長(\(s\))——這是公式運算過程中用到的中間值——以及完整的周長。要構成有效的三角形,任意兩邊之和都必須大於第三邊(即三角形不等式);若不符合這個條件,面積會顯示為零,因為這樣的三角形根本不存在。
公式解析
首先計算半周長,也就是周長的一半:
$$s = \frac{a + b + c}{2}$$接著面積為:
$$A = \sqrt{s\,(s - a)\,(s - b)\,(s - c)}$$只有在三角形不等式成立時,(\(s - a\))、(\(s - b\))與(\(s - c\))這三個因子才會同時為正,這正是確保面積為實數(而非虛數)的關鍵。
實例演算
假設一個三角形的三邊長為 \(a = 3\)、\(b = 4\)、\(c = 5\)。半周長為 $$s = \frac{3 + 4 + 5}{2} = 6$$ 接著 $$A = \sqrt{6 \times (6-3) \times (6-4) \times (6-5)} = \sqrt{6 \times 3 \times 2 \times 1} = \sqrt{36} = 6$$ 平方單位。這是經典的直角三角形,用 \(\frac{1}{2} \times \text{底} \times \text{高} = \frac{1}{2} \times 3 \times 4 = 6\) 來驗算,結果完全吻合。
常見問題
三邊一定要用同樣的單位嗎?是的——三邊都要使用同一個單位,算出的面積就是該單位的平方。
為什麼結果是零?如果三邊無法構成三角形(某一邊大於或等於另外兩邊之和),就不存在有效的面積,因此會顯示為零。
直角、等腰、不等邊三角形都適用嗎?都適用。無論形狀或角度為何,海龍公式對任何三角形都成立。