什麼是正四角柱?
正四角柱(也稱為直四角柱、方柱)是一種立體圖形,由兩個互相平行的正方形面,加上四個全等的矩形側面所組成。它其實是長方體的一種特例——當底面的兩個邊長相等時,底面就成為邊長為 a 的正方形,再向上延伸出 高 h,便構成正四角柱。這個計算機只要輸入這兩個數值,就能同時算出體積 V 與總表面積 S。
使用方法
請輸入正方形底邊長度 a 與高度 h。兩個數值請使用同一種長度單位,本工具不會自動換算單位。計算出的體積會以該單位的立方表示,表面積則以該單位的平方表示。兩項輸入皆須為正數。
公式說明
體積等於底面積乘以高:由於底面是邊長 a 的正方形,面積為 \(a^{2}\),因此 \(V = a^{2} \cdot h\)。至於表面積,上下兩個正方形面合計 \(2 \cdot a^{2}\),四個全等的矩形側面每個為 \(a \times h\),合計 \(4 \cdot a \cdot h\)。相加並提出公因式後即得 \(S = 2a^{2} + 4ah = 2a(a + 2h)\)。
$$V = a^{2} \cdot h$$$$S = 2a^{2} + 4ah = 2a(a + 2h)$$
實際範例
當 a = 1、h = 2 時:\(V = 1^{2} \cdot 2 = 2\),\(S = 2 \cdot 1 \cdot (1 + 2 \cdot 2) = 2 \cdot 5 = 10\)。再看 a = 3、h = 5 時:\(V = 3^{2} \cdot 5 = 45\),\(S = 2 \cdot 3 \cdot (3 + 10) = 6 \cdot 13 = 78\)。
常見問題
要使用什麼單位?由你自行決定,只要前後一致即可——體積會以該單位的立方呈現,表面積則以平方呈現。本工具沒有單位下拉選單。
如果 a 或 h 為零會怎樣?此時立體會退化,體積變為零;想得到有意義的角柱,請輸入正數。
這和正方體一樣嗎?只有在 a = h 時才相同。正方體就是高度恰好等於底邊長的特殊正四角柱。