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輸入計算

數學公式

數學公式: 立體幾何計算機(體積與表面積)
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  1. Cone

    Cone: 立體幾何計算機(體積與表面積)

    Slant height, volume and total surface area of a right circular cone (radius r, height h).

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結果

Sphere — Volume
523.5987755983
總表面積 314.159265359 m²
大圓周長 31.4159265359 m

這個計算機能做什麼

這款立體幾何計算機可求出常見三維立體的體積總表面積,並提供多項實用的延伸數據,例如側面積、底面積與頂面積、斜高、大圓周長與空間對角線等。此外還內建 3D 兩點距離工具。只要從下拉選單選擇立體形狀、輸入尺寸並挑選長度單位,相關結果就會立即顯示。由於這純粹是數學幾何,計算結果放諸四海皆準——不受任何國家或地區規範影響。

使用方法

1. 選擇立體類型。2. 挑選長度單位(公釐、公分、公尺、公里、英吋、英呎或碼)——所有長度輸入皆使用同一單位,因此面積以「單位²」表示,體積以「單位³」表示。3. 依該形狀的提示輸入各項尺寸。4. 設定要顯示的小數位數(內部運算一律以完整雙精度進行)。表單只會顯示所選立體實際需要的欄位。

公式說明

每種形狀都採用標準的封閉公式,其中 \(\pi = 3.14159265\ldots\)。球體的體積與表面積為

$$V = \tfrac{4}{3}\pi r^{3}, \quad S = 4\pi r^{2}$$

圓柱的體積 \(V = \pi r^{2}h\),總表面積 \(2\pi r(r+h)\)。圓錐則須先求出斜高 \(l = \sqrt{r^{2}+h^{2}}\),再得

$$V = \tfrac{1}{3}\pi r^{2}h, \quad S = \pi r(r+l)$$

稜柱是以橫截面積乘以長度求得體積;圓台與角錐台則綜合上底與下底的尺寸。邊長為 \(a\) 的立方體,\(V = a^{3}\)、\(S = 6a^{2}\),空間對角線為 \(a\sqrt{3}\)。

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標有關鍵尺寸的基本三維立體集合
支援的主要立體,每個都標註了其特徵尺寸。

實際範例

以半徑 3 公尺、高 4 公尺的圓錐為例。斜高為 \(\sqrt{9+16} = 5\) 公尺。體積為

$$V = \tfrac{1}{3} \cdot \pi \cdot 9 \cdot 4 = 12\pi \approx 37.699 \text{ 立方公尺}$$

總表面積為

$$S = \pi \cdot 3 \cdot (3+5) = 24\pi \approx 75.398 \text{ 平方公尺}$$

底面積為 \(9\pi \approx 28.274\) 平方公尺,側面積則為 \(15\pi \approx 47.124\) 平方公尺。

展示體積和表面積概念的半徑為 r 的球體
半徑為 r 的球體,用於體積和表面積的範例計算。

常見問題

我需要自己換算單位嗎?不需要。所有輸入都使用同一個長度單位,答案也維持在同一單位內(面積為「單位²」,體積為「單位³」)。整道題目只要選定一個單位即可。

為什麼圓管的外半徑必須大於內半徑?圓管是中空的圓柱,管壁必須有正的厚度,因此外半徑 \(R\) 一定要大於內半徑 \(r\),否則體積會等於零甚至變成負值。

斜高是什麼?對圓錐、角錐與圓台而言,斜高是沿著傾斜側面量出的直線長度,用來計算側面積——它與垂直高度並不相同。

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