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板材裁切計算
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層板承重計算
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球冠表面積計算機(曲面面積=2πRh)

請在球冠(用平面從球切下的圓頂形)的「底面半徑 \(r\)」「球半徑 \(R\)」「高 \(h\)」中,只在已知的 2 個欄位填入數值。會先反推剩下的 1 個,再算出圓弧曲面部分的面積(\(2\pi Rh\))、底面圓面積和兩者合計。

只輸入 2 個欄位(剩下 1 個保持空白)。長度請輸入大於 0 的數值(可以是小數),3 個欄位的單位要一致(例如全部用公分)。面積的單位是輸入單位的平方(公分就是 cm²)。輸入 \(r\) 和 \(R\) 時,高 \(h\) 的答案可能有 2 個(淺的球冠和深的球冠)。
計算結果與圖形
在左邊的輸入欄中,填入 3 個欄位裡已知的 2 個,按下「計算」,結果就會顯示在這裡。

這個頁面可以做什麼

  • 馬上算出球冠(用平面把球一刀切下、像圓頂的形狀)的表面積
  • 在「底面半徑 \(r\)」「球半徑 \(R\)」「高 \(h\)」中,只要輸入已知的 2 個,剩下的 1 個也會自動反推
  • 附計算過程,一次顯示圓弧曲面部分的面積(\(2\pi Rh\))、底面(切口的圓)面積和兩者合計
  • 計算結果的球冠也會用 3D 圖形顯示(可以拖曳旋轉)
  • 公式的淺顯解說,以及可直接複製到 Excel、Google 試算表、Python 的公式,都整理在這個頁面
面積的單位是輸入長度單位的平方(以公分輸入就是 cm²)。對象是「用平面把球直直切下的形狀」(切口是圓的形狀),像圓頂屋頂、碗、鏡片、浮出水面的浮標等,都是這種形狀。

這個計算有什麼用?

估算天象儀、圓頂屋頂的面積(建築)

天象儀、天文台、巨蛋球場的圓形屋頂,正是球冠的形狀。屋頂材料和塗裝的量,可以用曲面面積 \(2\pi Rh\) 估算。
例如直徑 16 公尺(底面半徑 8 公尺)、高 4 公尺的圓頂,原本球的半徑是 \(R = (4^2 + 8^2) \div (2 \times 4) = 10\) 公尺,屋頂面積可以算出是 \(2\pi \times 10 \times 4 \approx 251\,\mathrm{m^2}\)。

測量鏡片的圓弧程度(曲率半徑)(光學、眼鏡)

眼鏡和隱形眼鏡的表面是球冠的形狀,圓弧程度用「原本球的半徑」(曲率半徑)來表示。鏡片師傅使用的球徑計,會量出鏡片表面的寬度 \(2r\) 和隆起的高 \(h\),再用公式 6(\(R = (h^2 + r^2) \div 2h\))算出原本球的半徑。
例如在半徑 6 公釐的範圍內隆起 0.9 公釐,曲率半徑就是 \((0.9^2 + 6^2) \div 1.8 \approx 20.5\) 公釐。

估算圓頂蛋糕的淋面用量(料理、烘焙)

在圓頂蛋糕(半球)上淋巧克力或鏡面淋醬(有光澤的淋面)時,需要的量和表面的面積成正比。直徑 12 公分的半球蛋糕,\(R = h = 6\) 公分,所以曲面面積是 \(2\pi \times 6 \times 6 \approx 226\,\mathrm{cm^2}\)。
也能用來估算「模具尺寸變成 2 倍,淋面要幾倍」(因為是面積,約 4 倍)。

浮在水面的浮標「露出部分」的面積(海洋、船舶)

球形浮標浮在水面上時,露出水面的部分是球冠。半徑 15 公分的浮標露出水面 10 公分,接觸空氣的面積是 \(2\pi \times 15 \times 10 \approx 942\,\mathrm{cm^2}\)。
從整顆球的表面積 \(4\pi R^2 \approx 2827\,\mathrm{cm^2}\) 減掉,就知道泡在水裡的面積(需要防汙塗裝的範圍)約 \(1885\,\mathrm{cm^2}\)。

人造衛星電波覆蓋範圍的大小(太空、通訊)

人造衛星電波能到達的地表範圍(覆蓋區),可以近似成地球表面的一部分,也就是球冠。覆蓋面積可以用地球半徑 \(R \approx 6371\) 公里和範圍的深度 \(h\),以 \(2\pi Rh\) 估算(實際設計還會考慮電波強度的分布等)。
「把衛星升高,覆蓋範圍會擴大多少」這類通訊網路的規劃,就是以這個公式的想法為基礎。

公式與圖示

球冠(圓弧曲面部分)的面積
圖示
數學寫法 (一般的數學式)
\(S_1\) \(=\) \(2\) \(\times\) \(\pi\) \(\times\) \(R\) \(\times\) \(h\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
⑤ 球冠的曲面面積 \(S_1\) \(=\) ④ 常數 \(2\) \(\times\) ③ 圓周率 \(\pi\) \(\times\) ① 球半徑 \(R\) \(\times\) ② 球冠的高 \(h\)
用文字讀公式
① 把 球半徑 \(R\)
② 乘以 球冠的高 \(h\) ,
③ 乘以 圓周率 \(\pi\) ,
④ 再乘以 常數 \(2\) ,就得到
⑤ 球冠的曲面面積 \(S_1\) 。
簡單範例
把半徑 10 公分的球,在距離頂端高 5 公分處切下的球冠,圓弧曲面部分的面積是
球冠的曲面面積 \(S_1\) \(=\) 常數 \(2\) \(\times\) 圓周率 \(\pi\) \(\times\) 球半徑(10 cm) \(\times\) 高(5 cm)
\(2 \times \pi \times 10 \times 5 = 100\pi \approx 314.2\,\mathrm{cm^2}\)
思考重點
奇妙的是,這個公式裡沒有底面半徑 \(r\)。球冠的曲面面積只由「原本球的半徑 \(R\)」和「高 \(h\)」這 2 個值決定。而且 \(2\pi Rh\) 和「半徑 \(R\)、高 \(h\) 的圓柱側面積」完全相同。把球切成厚度相同的薄片,不管靠近邊緣還是在正中央,曲面的面積都相等,這是古希臘數學家阿基米德發現的美妙性質。 代入 \(h = 2R\)(整顆球)會得到 \(2\pi R \times 2R = 4\pi R^2\),也能確認和球的表面積公式完全一致。
底面(切口的圓)的面積
圖示
數學寫法 (一般的數學式)
\(S_2\) \(=\) \(\pi\) \(\times\) \(r\) \(2\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
④ 底面圓的面積 \(S_2\) \(=\) ③ 圓周率 \(\pi\) \(\times\) ① 底面半徑 \(r\) ② 平方(同一個數連乘 2 次)
用文字讀公式
① 把 底面半徑 \(r\)
② 平方(同一個數連乘 2 次) ,
③ 再乘以 圓周率 \(\pi\) ,就得到
④ 底面圓的面積 \(S_2\) 。
簡單範例
底面(切口的圓)半徑 3 公分的球冠,底面的面積是
底面圓的面積 \(S_2\) \(=\) 圓周率 \(\pi\) \(\times\) 底面半徑(3 cm) 平方
\(\pi \times 3^{2} = 9\pi \approx 28.3\,\mathrm{cm^2}\)
思考重點
這就是一般「圓面積=圓周率 × 半徑的平方」的公式。不管在球的哪裡切,用平面切出的切口一定是圓,所以底面的面積可以用圓面積公式求出。
表面積合計(曲面+底面)
圖示
數學寫法 (一般的數學式)
\(S\) \(=\) \(2\pi R h\) \(+\) \(\pi r^2\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
③ 表面積合計 \(S\) \(=\) ① 曲面面積 \(2\pi Rh\) \(+\) ② 底面面積 \(\pi r^2\)
用文字讀公式
① 把 球冠的曲面面積 \(2\pi Rh\)(公式 1)
② 加上 底面圓的面積 \(\pi r^2\)(公式 2) ,就得到
③ 表面積合計 \(S\) 。
簡單範例
把半徑 10 公分的球切下高 5 公分的球冠(底面半徑是 \(\sqrt{75} \approx 8.66\) 公分),表面積合計是
表面積合計 \(S\) \(=\) 曲面面積(\(100\pi\) cm²) \(+\) 底面面積(\(75\pi\) cm²)
\(2\pi \times 10 \times 5 + \pi \times (\sqrt{75})^{2} = 100\pi + 75\pi\)
\(100\pi + 75\pi = 175\pi \approx 549.8\,\mathrm{cm^2}\)
思考重點
「表面積合計」是從外面看從球切下的實心一塊(球缺)時,整個表面的面積(圓弧曲面+切口的圓)。 像圓頂屋頂的面積這樣「只想知道圓弧曲面」時,請使用公式 1 的 \(S_1 = 2\pi Rh\)(計算結果中「球冠(圓弧曲面部分)的面積」)的值。
底面半徑 \(r\) 的求法(已知 \(R\) 和 \(h\) 時)
圖示
數學寫法 (一般的數學式)
\(r\) \(=\) \(\sqrt{2Rh - h^{2}}\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
② 底面半徑 \(r\) \(=\) ① \(2Rh - h^2\) 的平方根
用文字讀公式
① 求出 \(2Rh - h^2\)(球半徑 × 高的 2 倍,減去高的平方所得的值)的平方根 ,就得到
② 底面半徑 \(r\) 。
簡單範例
把半徑 10 公分的球切下高 5 公分的球冠,底面(切口的圓)半徑是
底面半徑 \(r\) \(=\) \(2 \times 10 \times 5 - 5^2\)(=75)的平方根
\(r = \sqrt{2 \times 10 \times 5 - 5^{2}} = \sqrt{100 - 25}\)
\(r = \sqrt{75} \approx 8.66\,\mathrm{cm}\)
思考重點
把球心、底面圓的圓心、切口邊緣這 3 點連起來,會形成直角三角形。對它使用畢氏定理,得到 \(r^2 = R^2 - (R-h)^2 = 2Rh - h^2\),就能導出這個公式。 根號裡面可以變形成 \(2Rh - h^2 = h(2R - h)\),所以只要高 \(h\) 不大於球的直徑 \(2R\),它就會是 0 以上,一定能計算。
高 \(h\) 的求法(已知 \(r\) 和 \(R\) 時,答案有 2 個)
圖示
數學寫法 (一般的數學式)
\(h\) \(=\) \(R\) \(\pm\) \(\sqrt{R^{2} - r^{2}}\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
③ 球冠的高 \(h\) \(=\) ① 球半徑 \(R\) \(\pm\) ② \(R^2 - r^2\) 的平方根
用文字讀公式
① 在 球半徑 \(R\) 上
② 加上或減去 \(R^2 - r^2\)(球半徑的平方減去底面半徑的平方所得的值)的平方根 (± 的 2 種情況),就得到
③ 球冠的高 \(h\) 。
簡單範例
從半徑 2 公尺的球切下底面半徑 1 公尺的部分時,球冠的高是
球冠的高 \(h\) \(=\) 球半徑(2 m) \(\pm\) \(2^2 - 1^2\)(=3)的平方根
\(h = 2 \pm \sqrt{2^{2} - 1^{2}} = 2 \pm \sqrt{3} \approx 2 \pm 1.732\)
\(h = 2 - \sqrt{3} \approx 0.268, \quad h = 2 + \sqrt{3} \approx 3.732\)
思考重點
答案有 2 個,是因為即使切口一樣大,也有「切得淺(頂端那一側的小球冠)」和「切得深(剩下的大球冠)」2 種情況。2 個高相加一定等於球的直徑 \(2R\)(例子中 \(0.268 + 3.732 = 4 = 2R\))。 另外,\(r = R\)(在球最粗的地方切)時,\(\sqrt{R^2 - r^2} = 0\),答案只有 \(h = R\) 一個,也就是剛好是半球。
球半徑 \(R\) 的求法(已知 \(r\) 和 \(h\) 時)
圖示
數學寫法 (一般的數學式)
\(R\) \(=\) \((\) \(h^{2}\) \(+\) \(r^{2}\) \()\) \(\div\) \((\) \(2h\) \()\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
④ 球半徑 \(R\) \(=\) \((\) ① 高 \(h\) 的平方 \(+\) ② 底面半徑 \(r\) 的平方 \()\) \(\div\) \((\) ③ 高 \(h\) 的 2 倍 \(2h\) \()\)
用文字讀公式
① 把 高 \(h\) 的平方
② 加上 底面半徑 \(r\) 的平方 ,
③ 再除以 高 \(h\) 的 2 倍 \(2h\) ,就得到
④ 球半徑 \(R\) 。
簡單範例
底面半徑 3 公分、高 2 公分的圓頂形(球冠),原本球的半徑是
球半徑 \(R\) \(=\) \((\) 高的平方(\(2^2 = 4\)) \(+\) 半徑的平方(\(3^2 = 9\)) \()\) \(\div\) \((\) 高的 2 倍(\(4\)) \()\)
\(R = \dfrac{2^{2} + 3^{2}}{2 \times 2} = \dfrac{4 + 9}{4} = \dfrac{13}{4} = 3.25\,\mathrm{cm}\)
思考重點
這個公式可以從只剩下「圓球一部分」的形狀(盤子的碎片、鏡片、圓頂)還原出原本球的大小。只要量出切口半徑 \(r\) 和從切口隆起的高 \(h\) 這 2 個值,就能知道原本球的半徑。 測量鏡片或鏡面圓弧程度「曲率半徑」的工具(球徑計),也正是用這個公式計算。
球冠的圓弧曲面面積,只要用「2 × 圓周率 π × 球半徑 R × 高 h」就能求出(重點是不會出現底面半徑 r)。連切口的圓也算進去的表面積合計,只要再加上圓面積 πr² 即可。r、R、h 只要知道其中 2 個,就能算出剩下的 1 個。

符號與用語解說

符號

\(S\) S 常用來表示面積的符號,取自英文 surface(表面)或 square(正方形、平方)的第一個字母。在本頁表示球冠的表面積。
\(R\) R(大寫) 原本的球(切開前的整顆球)的半徑,取自英文 radius(半徑)的第一個字母。為了和小寫的 \(r\) 區分,所以用大寫。
\(r\) r(小寫) 底面(切口的圓)的半徑。雖然同樣叫「半徑」,但和大寫的 \(R\)(球半徑)是不同的長度,請注意。
\(h\) h 球冠的高,也就是從切口的平面到球面頂端的距離,取自英文 height(高)的第一個字母。
\(\pi\) pi 圓周率,表示圓周長是直徑幾倍的常數,約 3.14159…無限延續。國小用 3.14 計算。
\(r^2\) r 的平方 同一個數 \(r\) 連乘 2 次的值(\(r \times r\))。右上角的小 2 是指數,意思是「乘 2 次」(例如 \(3^2 = 3 \times 3 = 9\))。
\(\sqrt{\phantom{0}}\) 根號 表示平方後等於該數、0 以上的數的符號(例如 \(\sqrt{75}\) 是「平方後等於 75 的數」,約 8.66)。
\(\pm\) 正負 表示「加和減兩種情況都是答案」的符號。在公式 5 中表示高 \(h\) 的答案有 2 個。
\(\mathrm{cm^2}\) 平方公分 面積的單位。每邊 1 公分的正方形,面積是 1 cm²。這個計算機的面積單位是「輸入長度單位的平方」(以公尺輸入就是 m²)。

用語

球冠 用一個平面把球一刀切開時得到的圓弧曲面部分,像圓頂屋頂、碗、隱形眼鏡的形狀。
球缺 用一個平面從球切下的「實心的一塊」。它的表面由球冠(圓弧曲面)和底面(切口的圓)組成,本頁的「表面積合計」就是球缺整個表面的面積。
半球 用通過球心的平面把球剛好切成一半的形狀,是高 \(h\) 等於球半徑 \(R\)(\(h = R\))的特殊球冠。
表面積 立體整個表面的面積。和體積(裡面的多少)是不同的量,在考慮塗裝面積、包裝紙面積等時使用。
曲面 不是平的、而是彎曲的面。球冠「圓圓的部分」是曲面,切口的圓是平面。
畢氏定理 直角三角形中「夾直角的兩邊的平方和=斜邊的平方」成立的定理(也叫勾股定理)。公式 4~6 的反推公式,都是對球的截面中出現的直角三角形使用這個定理推導出來的。
平方根 平方後等於該數的數,符號是 \(\sqrt{\phantom{0}}\)(根號)。在反推的公式 4、公式 5 中,為了「把平方的計算還原」而出現。

建議先了解的基礎知識

為了能「理解意義」地使用這個頁面的計算,這裡整理了建議先了解的基礎知識。

圓面積與圓周率(國小六年級,11~12 歲)
  • 知道圓周率 π(約 3.14)是表示「圓周長是直徑的幾倍」的固定的數
  • 知道用圓面積=半徑 × 半徑 × 圓周率求出
次方與指數(國中七年級,12~13 歲)
  • 知道「平方」就是同一個數連乘 2 次,例如 \(3^2 = 3 \times 3\)
球的表面積公式(國中~高中,12~18 歲)
  • 知道球的表面積公式 \(S = 4\pi r^2\)(在球冠的公式中令 \(h = 2R\),就會和它一致)
  • 能區分半球的「曲面」和「切口的圓」是不同的面積
平方根(國中八年級,13~14 歲)
  • 知道像 \(\sqrt{75}\) 這樣的平方根(根號)是「平方後等於該數的數」
  • 會用計算機求出平方根的大約值
畢氏定理(國中八年級,13~14 歲)
  • 知道直角三角形中「夾直角的兩邊的平方和=斜邊的平方」成立
  • 聽到反推的公式(公式 4~6)是由這個定理推導出來的,能夠理解

用 Excel 計算的方法

把下方表格整個複製,貼到 Excel 的 A1 儲存格就能直接使用。
求「球冠(曲面)的面積」的表格
球半徑 R 10
球冠的高 h 5
球冠(曲面)的面積 =2*PI()*B1*B2
求「底面(切口的圓)的面積」的表格
底面半徑 r 3
底面圓的面積 =PI()*B1^2
求「表面積合計」的表格(由 R 和 h)
球半徑 R 10
球冠的高 h 5
底面半徑 r(自動計算) =SQRT(2*B1*B2-B2^2)
表面積合計 =2*PI()*B1*B2+PI()*B3^2
反推「底面半徑 r」的表格
球半徑 R 10
球冠的高 h 5
底面半徑 r =SQRT(2*B1*B2-B2^2)
反推「高 h」的表格(答案有 2 個)
底面半徑 r 1
球半徑 R 2
高 h(解 1,淺的球冠) =B2-SQRT(B2^2-B1^2)
高 h(解 2,深的球冠) =B2+SQRT(B2^2-B1^2)
反推「球半徑 R」的表格
底面半徑 r 3
球冠的高 h 2
球半徑 R =(B2^2+B1^2)/(2*B2)
貼上後,A 欄是項目名稱,B 欄是數值。上面的列是輸入欄,最後一列的公式會用輸入欄的值自動計算。
「PI()」是傳回圓周率 π(3.14159…)的函數,「SQRT()」是求平方根(根號)的函數。「*」是乘法,「/」是除法,「^」是次方(平方)的符號。
例如第 1 個表格的 B3 會顯示約 314.16,第 3 個表格的 B4 會顯示約 549.78。第 5 個表格是高的答案有 2 個的例子(約 0.268 和約 3.732)。只要把輸入欄的數值改成自己的值就能使用。

用 Google 試算表計算的方法

把下方表格整個複製,貼到 Google 試算表的 A1 儲存格就能直接使用。
求「球冠(曲面)的面積」的表格
球半徑 R 10
球冠的高 h 5
球冠(曲面)的面積 =2*PI()*B1*B2
求「底面(切口的圓)的面積」的表格
底面半徑 r 3
底面圓的面積 =PI()*B1^2
求「表面積合計」的表格(由 R 和 h)
球半徑 R 10
球冠的高 h 5
底面半徑 r(自動計算) =SQRT(2*B1*B2-B2^2)
表面積合計 =2*PI()*B1*B2+PI()*B3^2
反推「底面半徑 r」的表格
球半徑 R 10
球冠的高 h 5
底面半徑 r =SQRT(2*B1*B2-B2^2)
反推「高 h」的表格(答案有 2 個)
底面半徑 r 1
球半徑 R 2
高 h(解 1,淺的球冠) =B2-SQRT(B2^2-B1^2)
高 h(解 2,深的球冠) =B2+SQRT(B2^2-B1^2)
反推「球半徑 R」的表格
底面半徑 r 3
球冠的高 h 2
球半徑 R =(B2^2+B1^2)/(2*B2)
和 Excel 相同的公式(包括 PI()、SQRT() 函數)可以直接使用。把表格整個複製後貼到 A1 儲存格,再把輸入欄的數值改成自己的值即可。

用 Python 計算的方法

import math

ball_radius = 10   # 球半徑 R(這個例子用公分)
cap_height = 5     # 球冠的高 h

base_radius = math.sqrt(2 * ball_radius * cap_height - cap_height ** 2)   # 底面半徑 r(反推)
cap_area = 2 * math.pi * ball_radius * cap_height                         # 球冠(曲面)的面積
base_area = math.pi * base_radius ** 2                                    # 底面圓的面積
total_area = cap_area + base_area                                         # 表面積合計

print(f"底面半徑 r:{base_radius} cm")
print(f"球冠(曲面)的面積:{cap_area} cm2")
print(f"底面圓的面積:{base_area} cm2")
print(f"表面積合計:{total_area} cm2")
只用標準函式庫就能執行。「math.pi」是圓周率 π,「math.sqrt()」是平方根(根號),「**」是次方(平方)的符號。請改寫開頭的球半徑和高再執行(這是以公分輸入的例子)。想由 r 和 h 反推球半徑時,改成「ball_radius = (cap_height ** 2 + base_radius ** 2) / (2 * cap_height)」即可。

用 LaTeX 等數學式語言的寫法(可直接複製)

球冠(圓弧曲面部分)的面積
S₁ = 2πRh
S_1 = 2\pi R h
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub>
    <mo>=</mo>
    <mn>2</mn>
    <mi>&#x3C0;</mi>
    <mi>R</mi>
    <mi>h</mi>
  </mrow>
</math>
S_1 = 2 pi R h
2*Pi*R*h
S1 := 2*Pi*R*h;
S1 = 2*pi*R*h;
S_1 = 2πRh
底面(切口的圓)的面積
S₂ = πr²
S_2 = \pi r^{2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <msub><mi>S</mi><mn>2</mn></msub>
    <mo>=</mo>
    <mi>&#x3C0;</mi>
    <msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
  </mrow>
</math>
S_2 = pi r^2
Pi*r^2
S2 := Pi*r^2;
S2 = pi*r^2;
S_2 = πr^2
表面積合計(曲面+底面)
S = 2πRh + πr²
S = 2\pi R h + \pi r^{2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>S</mi>
    <mo>=</mo>
    <mn>2</mn><mi>&#x3C0;</mi><mi>R</mi><mi>h</mi>
    <mo>+</mo>
    <mi>&#x3C0;</mi><msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
  </mrow>
</math>
S = 2 pi R h + pi r^2
2*Pi*R*h + Pi*r^2
S := 2*Pi*R*h + Pi*r^2;
S = 2*pi*R*h + pi*r^2;
S = 2πRh + πr^2
底面半徑 \(r\) 的求法(已知 \(R\) 和 \(h\) 時)
r = √(2Rh − h²)
r = \sqrt{2Rh - h^{2}}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>r</mi>
    <mo>=</mo>
    <msqrt>
      <mrow>
        <mn>2</mn><mi>R</mi><mi>h</mi>
        <mo>&#x2212;</mo>
        <msup><mi>h</mi><mn>2</mn></msup>
      </mrow>
    </msqrt>
  </mrow>
</math>
r = sqrt(2Rh - h^2)
Sqrt[2*R*h - h^2]
r := sqrt(2*R*h - h^2);
r = sqrt(2*R*h - h^2);
r = √(2Rh − h^2)
高 \(h\) 的求法(已知 \(r\) 和 \(R\) 時,答案有 2 個)
h = R ± √(R² − r²)
h = R \pm \sqrt{R^{2} - r^{2}}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>h</mi>
    <mo>=</mo>
    <mi>R</mi>
    <mo>&#xB1;</mo>
    <msqrt>
      <mrow>
        <msup><mi>R</mi><mn>2</mn></msup>
        <mo>&#x2212;</mo>
        <msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
      </mrow>
    </msqrt>
  </mrow>
</math>
h = R +- sqrt(R^2 - r^2)
Solve[r^2 + (R - h)^2 == R^2, h]
solve(r^2 + (R - h)^2 = R^2, h);
h = [R - sqrt(R^2 - r^2), R + sqrt(R^2 - r^2)];
h = R ± √(R^2 − r^2)
球半徑 \(R\) 的求法(已知 \(r\) 和 \(h\) 時)
R = (h² + r²) ÷ (2h)
R = \dfrac{h^{2} + r^{2}}{2h}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>R</mi>
    <mo>=</mo>
    <mfrac>
      <mrow>
        <msup><mi>h</mi><mn>2</mn></msup>
        <mo>+</mo>
        <msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
      </mrow>
      <mrow><mn>2</mn><mi>h</mi></mrow>
    </mfrac>
  </mrow>
</math>
R = (h^2 + r^2) / (2h)
(h^2 + r^2)/(2*h)
R := (h^2 + r^2)/(2*h);
R = (h^2 + r^2)/(2*h);
R = (h^2 + r^2)/(2h)

請 ChatGPT  幫忙計算的方法

你是數學計算助理。請務必實際執行 Python 程式碼來進行下面的計算,並只根據執行結果的數值回答(不要用心算或推測回答)。

用平面在距離頂端高 5 公分處切開半徑 10 公分的球,做出球冠(圓頂形)。
請分別求出下面的值。
1. 底面(切口的圓)的半徑 r(r = √(2Rh − h²))
2. 球冠圓弧曲面部分的面積(S₁ = 2πRh)
3. 底面圓的面積(S₂ = πr²)
4. 表面積合計(S = S₁ + S₂)

請列出計算用的公式和執行結果的數值。

使用方法
  1. 1
    輸入數值
    在輸入欄中輸入要計算的數值
  2. 2
    計算
    按下「計算」按鈕
  3. 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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