这个计算器能做什么
本工具可根据任意两条已知边求解一个直角三角形。直角固定在顶点 C,因此边 c 始终是斜边(最长边,与直角相对),而边 a 和边 b 则是两条互相垂直的直角边。只要输入这两条边,工具就会自动算出缺失的那条边,以及周长、半周长、面积、三条高,还有以角度(度)表示的三个内角。
使用方法
先选择计算模式:如果两条直角边都已知,就选已知 a 和 b;如果知道一条直角边和斜边,就选已知 a 和 c。接着输入两条边长,可选地指定一个显示单位(这只是装饰性的——它只为结果加上标签,并不改变数值),再设置结果保留的有效数字位数。所选单位会应用于所有长度类结果,面积则使用该单位的平方,而角度一律以度表示。
计算公式
缺失边由勾股定理求得:已知两条直角边时,$$c = \sqrt{a^2 + b^2}$$;已知一条直角边和斜边时,$$b = \sqrt{c^2 - a^2}$$。然后周长 \(P = a + b + c\),半周长 \(s = P/2\)。由于两条直角边互相垂直,面积可直接用 \(K = \tfrac{1}{2}\cdot a\cdot b\) 求出。每条高等于面积的两倍除以它所落到的那条边:$$h_a = \frac{2K}{a}, \quad h_b = \frac{2K}{b}, \quad h_c = \frac{2K}{c}$$三个角分别为 \(A = \operatorname{atan2}(a, b)\)、\(B = \operatorname{atan2}(b, a)\)、\(C = 90^\circ\),因此 \(A + B + C = 180^\circ\)。
实例演算
设 \(a = 3\)、\(b = 4\):$$c = \sqrt{9 + 16} = 5, \quad P = 12, \quad s = 6, \quad K = 6$$\(h_a = 4\),\(h_b = 3\),\(h_c = 2.4\),\(A \approx 36.87^\circ\),\(B \approx 53.13^\circ\),\(C = 90^\circ\)。这正是经典的 3-4-5 勾股数。
常见问题
选择单位会改变结果吗?不会。所有边共用同一个单位,所以无论选哪个单位,数值都一样;单位只是作为标签附加上去而已。
为什么“已知 a 和 c”模式要求 \(c > a\)?因为斜边必须是最长边。如果 \(c \le a\),那么 \(c^2 - a^2\) 就不会是正数,也就不存在真实的三角形。
为什么 ha 等于 b?因为两条直角边互相垂直,所以落到一条直角边上的高就是另一条直角边本身。只有 hc,也就是落到斜边上的高,才是一个新数值:\(h_c = \frac{ab}{c}\)。