什麼是等腰梯形?
等腰梯形是一種四邊形,只有一組對邊互相平行(也就是兩條底邊 \(a\) 與 \(b\)),而另外兩條不平行的邊(稱為腰)則長度相等。由於兩腰等長,整個圖形會對稱於一條垂直的中軸線。這個計算器可以從較長的底、較短的底以及兩底之間的垂直高度,幫你算出梯形的面積、腰長與周長。
計算器使用方法
請依序輸入較長的底 \(a\)、較短的底 \(b\),以及高 \(h\)(也就是兩底之間的垂直距離)。所有數值務必使用相同的單位。輸入完成後,工具會立刻顯示以平方單位表示的面積,連同斜腰的長度與整個圖形的周長。
公式詳解
任何梯形的面積,都是兩條平行邊的平均值再乘以高:
$$A = \frac{a + b}{2}\times h$$在等腰梯形中,較長的底會在兩端各超出較短的底 \(\frac{a - b}{2}\) 的長度。每一條腰正好是一個直角三角形的斜邊,這個直角三角形的兩股分別為 \(h\) 與 \(\frac{a - b}{2}\),因此:
$$c = \sqrt{h^{2} + \left(\frac{a - b}{2}\right)^{2}}$$周長則是把四條邊全部相加:
$$P = a + b + 2\times c$$
實例演算
假設 \(a = 8\)、\(b = 4\)、\(h = 3\)。面積為 $$\frac{8 + 4}{2}\times 3 = 6 \times 3 = 18$$ 兩底差的一半為 \(\frac{8 - 4}{2} = 2\),所以腰長 $$c = \sqrt{3^{2} + 2^{2}} = \sqrt{13} \approx 3.606$$ 周長則為 $$8 + 4 + 2 \times 3.606 = 19.21$$
常見問題
較長的底一定要設為 a 嗎? 公式內部使用的是兩底差的絕對值,因此只要你正確填入兩條底的長度,結果都會是對的;不過把較長的底標示為 \(a\),在理解上會比較直覺。
應該使用哪種單位? 任何單位都可以,重點是要前後一致。算出來的面積會是該單位的平方。
如果 a 等於 b 會怎樣? 這時圖形就變成長方形,腰長會剛好等於高。