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数学公式

数学公式: 三棱柱计算器
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  1. Total surface area

    Total surface area: 三棱柱计算器

    Three rectangular side faces plus the two triangular ends.

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结果

体积
60

什么是三棱柱?

三棱柱是一种立体图形,它由两个互相平行、全等的三角形面(顶面和底面)以及连接它们的三个矩形侧面组成。底面三角形由三条边长 \(a\)、\(b\)、\(c\) 确定,再将这个三角形沿垂直方向拉伸一段距离 \(h\),就形成了三棱柱,\(h\) 即棱柱高(也称长度或深度)。本计算器可以求出三棱柱的体积和各种表面积;当你已知体积或侧面积时,还能反推棱柱的高度。

标注三角形边 a、b、c 和棱柱高 h 的三棱柱
三棱柱:两个三角形面由三个矩形面连接,底边为 a、b、c,高为 h。

使用方法

先在下拉菜单中选择一种计算模式,然后填入对应需要的数值。默认模式根据三角形的三条边和棱柱高度计算体积。其他模式可以求总表面积(并分别列出侧面积、顶面积和底面积)、侧面积、顶面或底面三角形的面积,也可以反求棱柱高度。长度单位仅用于结果标注,计算中不做任何换算,因此所有输入数值必须使用同一种单位。最后再设置结果保留的有效数字位数。

公式详解

三角形面积采用海伦公式计算。先求半周长 \(s = (a + b + c) / 2\),再得面积 \(A = \sqrt{s(s-a)(s-b)(s-c)}\)。顶面和底面的面积都等于这个 \(A\)。体积就是面积乘以棱柱高:

$$V = A \cdot h$$

每个矩形侧面的面积等于某条边长乘以 \(h\),所以侧面积为 \(A_l = h(a + b + c)\)。总表面积再加上两个三角形端面:

$$SA = h(a + b + c) + 2A$$

三条边必须满足三角形不等式,否则无法构成有效的三角形。

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边长为 a、b、c 的三角形,阴影区域表示海伦公式
海伦公式利用三条边 a、b、c 求出三角形横截面的面积。

计算实例

设 \(a = 3\)、\(b = 4\)、\(c = 5\),\(h = 10\)。半周长 \(s = 12/2 = 6\),于是

$$A = \sqrt{6 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1} = \sqrt{36} = 6$$

体积 \(V = 6 \cdot 10 = 60\) 立方单位。侧面积 \(A_l = 10 \cdot (3 + 4 + 5) = 120\) 平方单位,总表面积 \(SA = 120 + 2 \cdot 6 = 132\) 平方单位。

常见问题

h 是三角形的高吗? 不是。这里的 \(h\) 指棱柱的长度/深度(即拉伸距离)。三角形自身的垂直高度只在“由 b、H 和 h 求体积”模式中出现,用 \(H\) 表示。

为什么会提示三角形无效? 三条边长必须满足三角形不等式:任意两边之和都要大于第三边。否则海伦公式无法得出实数结果。

计算器会换算单位吗? 不会。单位下拉菜单仅用于标注输出结果(长度、面积为单位²、体积为单位³)。请确保所有长度都使用相同的单位。

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