什么是正多边形?
正多边形是指所有边长相等、所有内角也相等的封闭图形。常见的例子包括等边三角形(3 条边)、正方形(4 条边)、正五边形(5 条边)、正六边形(6 条边)等等。正因为每条边和每个角都完全相同,只需要两个数值就能推导出它的全部关键参数:边数 \(n\) 和边长 \(s\)。
如何使用本计算器
输入边数(任意大于等于 3 的整数)和其中一条边的长度,计算器会立即给出面积、周长、边心距(即内切圆半径,从中心到一条边中点的距离)、外接圆半径(从中心到顶点的距离),以及内角和外角的度数。
公式详解
面积计算用到余切函数:
$$A = \frac{1}{4}\,n\,s^2\,\cot\!\left(\frac{\pi}{n}\right)$$随着边数不断增加,正多边形会越来越接近圆形,公式中的余切项正好反映了这一几何特性。周长则非常简单:
$$P = n \times s$$边心距为 \(a = \dfrac{s}{2\tan(\pi/n)}\),外接圆半径为 \(R = \dfrac{s}{2\sin(\pi/n)}\)。每个内角等于 \(\dfrac{(n-2)\cdot 180}{n}\) 度。
实例演算
以正六边形(\(n = 6\))、边长 \(s = 10\) 为例:周长为 \(6 \times 10 = 60\) 个单位。面积为
$$\frac{1}{4} \times 6 \times 10^2 \times \cot\!\left(\frac{\pi}{6}\right) = 150 \times 1.7320508 \approx 259.81$$平方单位。内角为 \(\dfrac{(6-2)\cdot 180}{6} = 120^\circ\)。
常见问题
边数最少是多少?多边形至少需要 3 条边,因此本计算器要求 \(n \geq 3\)。
计算器使用什么单位?本工具不限定单位——输出结果与你输入的单位保持一致。如果边长以厘米(cm)为单位,那么面积就以平方厘米(cm²)为单位。
边数非常多的多边形也能计算吗?可以。随着 \(n\) 增大,面积和周长会逐渐收敛到对应外接圆半径的圆的数值。