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數學公式

數學公式: 等腰三角形計算器
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  1. Altitude to a side

    Altitude to a side: 等腰三角形計算器

    For any side x, the altitude to that side equals twice the area divided by x.

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結果

面積 (K)
12
邊 a 5
邊 b(底邊) 6
邊 c 5
周長 (P) 16
半周長 (s) 8
邊 a 上的高 (ha) 4.8
邊 b 上的高 (hb) 4
邊 c 上的高 (hc) 4.8

這個計算器能做什麼

本工具只要兩個不同的邊長,就能完整解出一個等腰三角形:一條相等的腰 a(同時也等於邊 c),以及底邊 b。由此即可算出第三邊、周長、半周長、面積與三條高。本計算器採用的幾何慣例為:邊 a 與邊 c 是兩條相等的腰(\(a = c\)),對應的角 A 與角 C 相等,而邊 b 則是不相等的底邊。

等腰三角形,兩條相等的腰標為 a,底邊標為 b,從頂點到底邊中點的高標為 h
等腰三角形:兩條相等的腰 a、底邊 b 和底邊上的高 h。

使用方法

邊 a 欄位輸入其中一條腰的長度,在 邊 b 欄位輸入底邊的長度。你也可以選擇一個長度單位——這只是顯示用的標籤,並不會改變數值大小,因為無論選哪種單位,算出的長度都相同(面積則以該單位的平方表示)。按下計算,即可看到所有衍生出的數值。

公式解說

底邊上的高會把等腰三角形分成兩個全等的直角三角形,每個的水平股為 b/2、斜邊為 a。因此底邊上的高為 \(h_b = \sqrt{a^2 - b^2/4}\)。面積則為 $$K = \tfrac{1}{2} \times b \times h_b = \frac{b}{4}\sqrt{4a^2 - b^2}$$ 與海龍公式(Heron's formula)所得結果完全相同。各邊上的高為 \(h_x = 2K / x\),因此 \(h_a = h_c = 2K/a\)。周長為 \(P = 2a + b\),半周長為 \(s = P/2\)。

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等腰三角形被高分成兩個直角三角形,顯示底邊的一半和畢氏定理關係
高將三角形分成兩個直角三角形,由 a 和 b/2 求得 h。

實例演算

當 \(a = 5\)、\(b = 6\) 時:\(c = 5\),\(P = 2(5) + 6 = 16\),\(s = 8\)。底邊上的高為 $$h_b = \sqrt{25 - 9} = 4$$ 所以 \(K = \tfrac{1}{2}(6)(4) = 12\)。接著 \(h_a = h_c = 24/5 = 4.8\)。(用海龍公式驗算:\(\sqrt{8 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 3} = \sqrt{144} = 12\)。)

常見問題

什麼情況下三角形不成立?它必須滿足三角不等式 \(b < 2a\)。若 \(b = 2a\),三角形會退化(面積為零);若 \(b > 2a\),則根本無法構成三角形,此時計算器會回報錯誤。

為什麼有兩條高會相等?因為邊 a 與邊 c 相等,所以畫到這兩條邊上的高 \(h_a\) 與 \(h_c\) 也會相等。

單位會影響結果嗎?不會——單位純粹只是個標籤。選擇公分或公尺都不會改變數值;長度會以你所選的單位呈現,面積則以該單位的平方呈現。

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