什麼是正多邊形?
正多邊形是一種封閉圖形,它的每一條邊長度都相等,每一個內角也完全相同。常見的例子包括正三角形(3 邊)、正方形(4 邊)、正五邊形(5 邊)、正六邊形(6 邊)等等。正因為每條邊與每個角都一模一樣,只要知道兩個數值,就能推算出它所有的重要尺寸:邊數 \(n\) 與邊長 \(s\)。
如何使用這個計算機
輸入邊數(3 以上的任意整數)以及其中一條邊的長度,計算機就會立刻算出面積、周長、邊心距(即內切圓半徑,也就是中心到某一邊中點的距離)、外接圓半徑(中心到頂點的距離),以及內角與外角。
公式解析
面積要用到餘切函數:$$A = \frac{1}{4}\,n\,s^2\,\cot\!\left(\frac{\pi}{n}\right)$$當邊數愈來愈多時,多邊形會逐漸趨近一個圓形,而餘切這一項正好反映出這樣的幾何特性。周長則很單純,就是 $$P = n \times s$$邊心距為 \(a = \dfrac{s}{2\tan(\pi/n)}\),外接圓半徑為 \(R = \dfrac{s}{2\sin(\pi/n)}\)。每個內角的度數則等於 \(\dfrac{(n-2)\cdot 180}{n}\) 度。
實際範例
以一個正六邊形(\(n = 6\))、邊長 \(s = 10\) 為例:周長為 $$6 \times 10 = 60 \text{ 單位}$$面積為 $$\frac{1}{4} \times 6 \times 10^2 \times \cot\!\left(\frac{\pi}{6}\right) = 150 \times 1.7320508 \approx 259.81 \text{ 平方單位}$$內角則為 $$\frac{(6-2)\cdot 180}{6} = 120^\circ$$
常見問題 FAQ
邊數最少要幾邊?多邊形至少需要 3 條邊,因此本計算機要求 \(n \ge 3\)。
使用什麼單位?本工具不限定單位,輸出會與你輸入的單位一致。如果邊長以公分(cm)為單位,面積就會以平方公分(cm²)表示。
邊數非常多的多邊形也能計算嗎?可以。隨著 \(n\) 增加,面積與周長都會逐漸收斂到對應外接圓半徑的圓形數值。