請輸入正方體的邊長。會顯示表面積(6 × 邊長 × 邊長)、1 個面的面積,以及 cm² 與 m² 的單位換算。
這個頁面可以做什麼
- 只要輸入邊長,就能當場求出正方體的表面積(表面積 = 6 × 邊長 × 邊長)
- 同時顯示 1 個面(正方形)的面積,以及面積的單位換算(用 cm 輸入時換成 m²,用 m 輸入時換成 cm²)
- 計算結果也會用 3D 圖形顯示(可以用滑鼠拖曳旋轉確認)
- 淺顯易懂的公式解說,以及可直接複製到 Excel、Google 試算表、Python 的公式,也都整理在這個頁面
這個計算有什麼用?
包一個正方體盒子,至少需要和表面積一樣多的紙。邊長 20 cm 的正方體盒子,表面積是 \(6 \times 20 \times 20 = 2400\,\mathrm{cm^2}\)(0.24 m²)。
實際包裝時還要加上反折和重疊的部分,所以要在這個值上多留一些來挑選紙的大小。用這個公式就能知道「至少需要這麼多」的下限。
油漆罐上會標示「可塗刷面積 ○ m²」。邊長 40 cm 的木製方形收納箱要全部上漆,表面積是 \(6 \times 40 \times 40 = 9600\,\mathrm{cm^2}\),除以 10000 就是 0.96 m²。
把要漆的個數加總後換成 m²,就能直接和油漆罐上的可塗刷面積比較,不容易買錯量。
很受歡迎的「30 立方缸」是正方體的形狀。1 個面的面積是 \(30 \times 30 = 900\,\mathrm{cm^2}\),6 個面全部是 \(6 \times 900 = 5400\,\mathrm{cm^2}\)。
實際的魚缸上面是開口的,所以玻璃面要再減掉 1 個面,是 \(5400 - 900 = 4500\,\mathrm{cm^2}\)。像這樣「從 6 個面的表面積減掉用不到的面」,就能估算清青苔的範圍,或背景貼紙、隔熱膜的用量。
做 1 個箱子需要多大的瓦楞紙板,也要從表面積算起。邊長 30 cm 的正方體箱子是 \(6 \times 30 \times 30 = 5400\,\mathrm{cm^2}\)(0.54 m²)。
實際的箱子還有蓋子的重疊和黏貼的部分,所以會再多一點,但 1 張紙板能做幾個箱子這類材料估算,用這個公式就能大致掌握。
冰塊和方糖是從接觸周圍的水或空氣的表面開始溶化,所以表面積越大,通常溶化得越快。邊長 2 cm 的冰塊 1 顆,表面積是 \(6 \times 2 \times 2 = 24\,\mathrm{cm^2}\)。把同樣的量(體積 8 cm³)分成 8 顆邊長 1 cm 的冰塊,表面積合計是 \(8 \times 6 \times 1 \times 1 = 48\,\mathrm{cm^2}\),變成 2 倍。
「弄碎一點就溶得快、冷得快」這種日常的感覺,可以用表面積的計算變成數字。
公式與圖示
符號與用語解說
符號
| \(S\) | S | 常用來表示面積的符號。本頁用來表示正方體的表面積。表面積的英文是 surface area。 |
| \(a\) | a | 正方體的邊長。正方體的 12 條邊長度都相同,所以用 1 個字母就能表示。 |
| \(a^2\) | a 的平方 | 同一個數 \(a\) 乘 2 次的值(\(a \times a\))。右上角的小 2 是指數,意思是「乘 2 次」。邊長 \(a\) 的正方形,面積剛好是 \(a^2\)。 |
| \(\mathrm{cm^2}\) | 平方公分 | 面積的單位。邊長 1 cm 的正方形的面積是 1 cm²,讀作「平方公分」(也稱平方釐米)。 |
| \(\mathrm{m^2}\) | 平方公尺 | 面積的單位。邊長 1 m 的正方形的面積是 1 m²,且 \(1\,\mathrm{m^2} = 10000\,\mathrm{cm^2}\)。 |
用語
| 正方體 | 所有的面都是同樣大小的正方形所組成的立體,又叫立方體。有 6 個面、12 條邊、8 個頂點,每條邊都一樣長。骰子和魔術方塊就是生活中的例子。 |
| 表面積 | 立體整個表面的面積。正方體的表面積,就是 6 個正方形面的面積全部加起來。包裝、油漆、貼膜等和「外側」有關的量,都會用到它。 |
| 展開圖 | 把立體沿著邊剪開、攤平在平面上的圖。正方體的展開圖是 6 個相同的正方形連在一起的形狀(十字形等,共 11 種)。表面積和整個展開圖的面積相同。 |
| 平方 | 同一個數乘 2 次,也叫「二次方」。英文叫 square(正方形),中文的「平方」和英文的名稱都來自正方形的面積公式。 |
| 單位換算 | 把同一個量改用別的單位表示。面積的重點是:長度換算率(1 m=100 cm)的平方,就是面積的換算率(1 m²=10000 cm²)。 |
建議先了解的基礎知識
為了讓您「理解意義」地使用本頁的計算,這裡整理了事先了解會更好懂的基礎知識。
| 乘法(國小二~三年級,7~9 歲) |
|
| 正方形與長方形的面積(國小四年級,9~10 歲) |
|
| 正方體與長方體、展開圖(國小) |
|
| 小數的乘法(國小五年級,10~11 歲) |
|
用 Excel 計算的方法
| 邊長 | 10 |
| 正方體的表面積 | =6*B1^2 |
| 以 cm² 表示的表面積 | 60000 |
| 以 m² 表示的表面積 | =B1/10000 |
公式裡的「B1」意思是「使用該儲存格裡的數值」,「^」是乘方(乘幾次),「*」是乘號,「/」是除號。「=6*B1^2」會算出邊長平方的 6 倍,也就是 6 × 邊長 × 邊長(Excel 會先算乘方再算乘法,所以這樣寫就會正確地先算平方)。
例如第一個表格的 B2 會顯示 6 × 10 × 10 = 600(因為用 cm 輸入,所以是 cm²)。第二個表格的 B2 是 6(m²)。只要把輸入欄的數值改成您自己的長度即可使用。
用 Google 試算表計算的方法
| 邊長 | 10 |
| 正方體的表面積 | =6*B1^2 |
| 以 cm² 表示的表面積 | 60000 |
| 以 m² 表示的表面積 | =B1/10000 |
用 Python 計算的方法
a = 10 # 邊長(這個例子是 cm)
face_area = a ** 2 # 1 個面(正方形)的面積(這個例子是 cm2)
surface_area = 6 * face_area # 正方體的表面積(1 個面的面積 × 面數 6)
surface_area_m2 = surface_area / 10000 # 用 cm 輸入時,換成 m² 的表面積
print(f"1 個面的面積:{face_area} cm2")
print(f"正方體的表面積:{surface_area} cm2")
print(f"換成 m2:{surface_area_m2} m2")
用 LaTeX 等數學式語言的寫法(可直接複製)
S = 6a²
S = 6a^{2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>S</mi>
<mo>=</mo>
<mn>6</mn>
<msup><mi>a</mi><mn>2</mn></msup>
</mrow>
</math>
S = 6a^2
6 a^2
S := 6*a^2;
S = 6*a^2;
S = 6a^2
S[m²] = S[cm²] ÷ 10000
S_{\mathrm{m^2}} = S_{\mathrm{cm^2}} \div 10000
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>S</mi><mrow><msup><mi mathvariant="normal">m</mi><mn>2</mn></msup></mrow></msub>
<mo>=</mo>
<msub><mi>S</mi><mrow><msup><mi mathvariant="normal">cm</mi><mn>2</mn></msup></mrow></msub>
<mo>÷</mo>
<mn>10000</mn>
</mrow>
</math>
S_(m^2) = S_(cm^2) -: 10000
sCm2/10000
sM2 := sCm2/10000;
s_m2 = s_cm2/10000;
S(m²) = S(cm²)/10000
請 ChatGPT 幫忙計算的方法
你是數學的計算助理。請務必實際執行 Python 程式碼來進行以下計算,並且只根據執行結果的數值回答(不要用心算或推測回答)。 有一個邊長 10 cm 的正方體盒子。 請分別求出: 1. 這個正方體 1 個面(正方形)的面積是多少 cm² 2. 這個正方體的表面積是多少 cm² 3. 這個表面積換成 m² 是多少 請列出使用的公式和執行結果的數值。
使用方法
-
1輸入數值在輸入欄中輸入要計算的數值
-
2計算按下「計算」按鈕
-
3查看結果計算結果會立即顯示。計算的思路和公式的解說,也都能在同一個頁面查看
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