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輸入計算

數學公式

Show calculation steps (1)
  1. Diagonal of the Rectangle

    Diagonal of the Rectangle: 矩形邊長計算機

    Once Length (L) and Width (W) are found, the diagonal follows from the Pythagorean theorem.

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結果

長 × 寬
4 × 3
長 × 寬(單位同輸入值)
4
3
對角線 5

這個計算機能做什麼

當你只知道矩形的面積(A)周長(P)時,這個工具就能幫你反推出未知的。一般的矩形計算機通常要你先輸入邊長,而這個工具反其道而行——從最常量測到的兩個基本數值,回推出兩邊的長度。除此之外,它還會順便算出對角線的長度。

顯示長 l、寬 w 和對角線 d 的矩形
矩形由其長、寬和對角線確定。

使用方法

請以一致的單位輸入面積與周長(例如面積用平方公尺、周長用公尺)。按下計算後,工具會把較長的一邊當作「長」、較短的一邊當作「寬」,並一併顯示對角線。如果這兩個數值不可能對應到任何真實的矩形,計算機也會直接告訴你。

公式解析

設矩形的長為 l、寬為 w,則面積為 \(A = l \cdot w\),周長為 \(P = 2(l + w)\)。由周長可得 \(l + w = P/2\)。因此長與寬正好是二次方程式 \(x^{2} - (P/2)x + A = 0\) 的兩個根。求解後得到:

$$w = \frac{P/2 - \sqrt{(P/2)^{2} - 4A}}{2}, \quad l = \frac{P/2 + \sqrt{(P/2)^{2} - 4A}}{2}$$

唯有當判別式 \((P/2)^{2} - 4A\) 大於或等於 0 時,才存在實數解。當判別式等於 0 時,這個矩形其實就是一個正方形。

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以面積 A 和周長 P 作為輸入,求出長和寬的示意圖
結合面積和周長求出兩條邊長。

實際範例

假設 \(A = 12\)、\(P = 14\)。則 \(P/2 = 7\),判別式為 \(7^{2} - 4 \cdot 12 = 49 - 48 = 1\),所以 \(\sqrt{1} = 1\)。寬 \(= (7 - 1)/2 = 3\),長 \(= (7 + 1)/2 = 4\)。對角線為 \(\sqrt{4^{2} + 3^{2}} = \sqrt{25} = 5\)。換句話說,這個矩形是 \(4 \times 3\),對角線長度為 5。

常見問題

為什麼會出現「無實數解」?表示你輸入的數值無法構成一個真實存在的矩形。對於固定的周長而言,面積有一個上限(也就是正方形時最大);如果你輸入的面積超過 \((P/4)^{2}\),就不存在任何實數邊長。

哪一邊算是「長」?依照慣例,較大的根會被當作長,較小的根則為寬。

正方形也能算嗎?可以——當判別式為 0 時,長等於寬,結果就是一個正方形。

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