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输入计算

数学公式

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结果

体积 V
2
cubic units (length³)
表面积 S 10 square units (length²)
体积公式 V = a² · h
表面积公式 S = 2a(a + 2h)

什么是正四棱柱?

正四棱柱(也叫直四棱柱,在日本几何中称为「直四角柱 / Yakkakuchu」)是一种立体图形:上下两个平行的正方形底面,由四个全等的矩形侧面连接而成。它其实是长方体的一种特殊情形——当底面的长和宽相等时,底面就是一个边长为 a 的正方形,再沿垂直方向升高 h,便构成正四棱柱。本计算器只需这两个数值,即可同时算出体积 V 与总表面积 S。

底面边长 a、高 h 的正四棱柱
正四棱柱:底面为边长 a 的正方形,高为 h。

使用方法

分别填入正方形底边长 a 和高 h。两个数值请使用同一种长度单位——本工具不会自动换算单位。计算结果中,体积以该单位的立方表示,表面积以该单位的平方表示。两个输入都必须为正数。

公式详解

体积等于底面积乘以高:由于底面是边长为 a 的正方形,其面积为 \(a^{2}\),因此 \(V = a^{2} \cdot h\)。至于表面积,上下两个正方形底面合计贡献 \(2a^{2}\),四个完全相同的矩形侧面每个面积为 \(a \times h\),合计为 \(4ah\)。两者相加并提取公因式,便得到 \(S = 2a^{2} + 4ah = 2a(a + 2h)\)

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正四棱柱展开图,含两个正方形和四个矩形
展开图显示表面积:两个 a×a 正方形和四个 a×h 侧面矩形。

计算示例

当 a = 1、h = 2 时:$$V = 1^{2} \cdot 2 = 2$$ $$S = 2 \cdot 1 \cdot (1 + 2 \cdot 2) = 2 \cdot 5 = 10$$当 a = 3、h = 5 时:$$V = 3^{2} \cdot 5 = 45$$ $$S = 2 \cdot 3 \cdot (3 + 10) = 6 \cdot 13 = 78$$

常见问题

它使用什么单位?取决于你输入的长度单位,只要保持一致即可——体积结果为该单位的立方,表面积为该单位的平方。本工具没有单位下拉选项。

如果 a 或 h 为零会怎样?此时立体退化,体积变为零;要得到有意义的棱柱,请输入正数。

它和正方体一样吗?只有当 a = h 时才相同。正方体是高与底边相等的特殊正四棱柱。

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