透過 MCP 連接 →

輸入計算

數學公式

數學公式: 正多邊形外接圓計算器
Show calculation steps (1)
  1. Areas

    Areas: 正多邊形外接圓計算器

    Area of the circumscribed circle and area of the polygon itself.

廣告

結果

Circumradius r (n = 3)
0.57735
circle through all vertices, side a = 1
n(邊數) 外接圓半徑 r 圓面積 S_c 多邊形面積 S_p
3 0.57735 1.047198 0.433013
4 0.707107 1.570796 1
5 0.850651 2.273278 1.720477
6 1 3.141593 2.598076
7 1.152382 4.171989 3.633912
8 1.306563 5.363034 4.828427
9 1.461902 6.71408 6.181824
10 1.618034 8.224796 7.694209
11 1.774733 9.895 9.36564
12 1.931852 11.724583 11.196152

這個計算器能做什麼

本工具專門處理正多邊形(也就是各邊等長、各角相等的 n 邊形)。只要給定邊長 a 與一段邊數 n 的範圍,它就能算出外接圓半徑(通過每一個頂點的圓)、該圓的面積,以及多邊形本身的面積。計算結果會以表格呈現,從你設定的最小邊數到最大邊數,每個整數 n 各佔一列,讓你能一目了然地並排比較各種形狀。這純粹是平面幾何,世界各地的算法完全相同——不牽涉單位或地區規定,所有面積都只是你為邊長 a 所選用長度單位的平方。

內接於圓的正六邊形,標示外接圓半徑 r 和邊長 a
外接圓通過正多邊形的每個頂點,外接圓半徑為 \(r\)。

使用方式

輸入邊長 a(必須大於 0),再分別填入最少與最多的邊數。每個 n 都必須是不小於 3 的整數,因為多邊形至少要有三條邊。表格最多顯示 200 列。若只想計算單一形狀,把「起」與「迄」的值設成相同數字即可。

公式解析

外接圓半徑的推導,是把正多邊形拆成 n 個交會於中心的等腰三角形;每一條邊對應的圓心角為 \(2\pi/n\),因此 $$r = \frac{a}{2\sin(\pi/n)}$$ 外接圓面積就是標準公式 $$S_c = \pi r^2$$ 多邊形面積則為 $$S_p = \frac{n\,a^2}{4\tan(\pi/n)}$$ 當 n 越大,多邊形越貼近其外接圓,因此 \(S_p\) 會逐漸趨近 \(S_c\)——這正好是個方便的驗算依據。

正多邊形的中心三角形,標示頂角、兩條半徑 r 和底邊 a
每個中心三角形透過半個圓心角將邊 \(a\) 與外接圓半徑 \(r\) 聯繫起來。

範例演算

以邊長 \(a = 1\) 的正六邊形(\(n = 6\))為例。此時 \(\pi/6 \approx 0.5236\) 弧度,\(\sin(\pi/6) = 0.5\),故 $$r = \frac{1}{2\times 0.5} = 1$$ 圓面積為 $$S_c = \pi\times 1^2 \approx 3.14159$$ 又 \(\tan(\pi/6) \approx 0.57735\),因此多邊形面積為 $$S_p = \frac{6}{4\times 0.57735} \approx 2.59808$$

常見問題

外接圓半徑和邊心距(apothem)一樣嗎?不一樣。外接圓半徑連到頂點;邊心距則連到邊的中點,長度較短。

為什麼 n 至少要是 3?少於三條邊無法圍出面積,而且當 \(n = 1\) 或 \(2\) 時,正切(tan)那一項也會失效。

面積的單位是什麼?如果 a 以公分為單位,面積就是平方公分——本工具不限定單位,並會讓所有數值保持一致。

最後更新: