ماشین حساب محاسبه‌گر مساحت

به وب سایت اضافه کنید فراداده

ابزارهای دیگر

ماشین حساب محاسبه‌گر مساحت

ماشین حساب محاسبه‌گر مساحت

در زندگی روزمره، ما اغلب با ویژگی‌هایی مانند مساحت مواجه می‌شویم. به عنوان مثال - مساحت میز، دیوارها، آپارتمان، قطعه، کشور، قاره. این فقط برای سطوح صاف و مشروط مسطح اعمال می شود که می توانند با طول/عرض، شعاع/قطر، مورب، ارتفاع و زاویه تعریف شوند.

یک بخش کامل از هندسه به این موضوع اختصاص داده شده است، و به مطالعه شکل‌های مسطح می‌پردازد: مربع، مستطیل، ذوزنقه، لوزی، دایره، بیضی، مثلث - پلان‌سنجی.

پیشینه تاریخی

مطالعات باستان شناسی نشان می دهد که بابلی های باستان قادر به اندازه گیری سطح زمین در 4-5 هزار سال پیش بوده اند. این تمدن بابلی است که به کشف و اجرای این ویژگی ریاضی نسبت داده می شود، که متعاقباً پیچیده ترین محاسبات بر اساس آن ساخته شد: از جغرافیایی تا نجومی.

در ابتدا، مساحت فقط برای اندازه‌گیری زمین استفاده می‌شد. آنها به مربع هایی با همان اندازه تقسیم شدند که حسابداری زمین های زراعی و مراتع را ساده می کرد. متعاقباً از این ویژگی در معماری و شهرسازی استفاده شد.

اگر در بابل مفهوم "منطقه" به طور جدایی ناپذیری با یک مربع (بعدها - مستطیل) پیوند خورده بود، در آن صورت مصریان باستان آموزه بابلی را گسترش دادند و آن را بر سایر چهره های پیچیده تر اعمال کردند. بنابراین، در مصر باستان آنها می دانستند که چگونه مساحت متوازی الاضلاع، مثلث ها و ذوزنقه ها را تعیین کنند. علاوه بر این، طبق همان فرمول های اساسی که امروزه استفاده می شود.

به عنوان مثال، مساحت یک مستطیل به صورت طول آن ضربدر عرض آن و مساحت یک مثلث نصف قاعده آن ضربدر ارتفاع آن محاسبه می شود. هنگام کار با ارقام پیچیده‌تر (چند وجهی)، ابتدا به ارقام ساده تقسیم می‌شوند و سپس با استفاده از فرمول‌های اولیه، جایگزین مقادیر اندازه‌گیری شده، محاسبه می‌شوند. این روش علی رغم وجود فرمول های پیچیده خاص برای چند وجهی، هنوز در هندسه استفاده می شود.

یونان و هند باستان

دانشمندان کار با شکل های گرد را فقط در قرون III-II قبل از میلاد آموختند. ما در مورد اقلیدس و ارشمیدس محققین یونان باستان و به ویژه در مورد کار بنیادی "آغاز" (کتاب پنجم و دوازدهم) صحبت می کنیم. در آنها اقلیدس به طور علمی ثابت کرد که مساحت دایره ها به عنوان مربع قطر آنها به یکدیگر مرتبط هستند. او همچنین روشی را برای ساخت دنباله ای از نواحی ابداع کرد، که با رشد آنها، به تدریج ناحیه مورد نظر را "فرسته" می کند.

به نوبه خود، ارشمیدس برای اولین بار در تاریخ، مساحت قسمتی از سهمی را محاسبه کرد و در کار علمی خود در مورد محاسبه چرخش مارپیچ ها، ایده های نوآورانه ای را مطرح کرد. کشف اساسی دایره های محاطی و محصور متعلق به اوست که می توان از شعاع آنها برای محاسبه مساحت بسیاری از اشکال هندسی با دقت بالا استفاده کرد.

دانشمندان هندی با آموختن از مصریان و یونانیان باستان، تحقیقات خود را در اوایل قرون وسطی ادامه دادند. بنابراین، برهماگوپتا، ستاره شناس و ریاضیدان معروف در قرن هفتم پس از میلاد، مفهومی را به عنوان "نیمه محیط" (که با p نشان داده می شود) معرفی کرد و با استفاده از آن فرمول های جدیدی را برای محاسبه چهار ضلعی های مسطح که در دایره ها حک شده اند ایجاد کرد. اما تمام فرمول‌ها در "متریک" و سایر آثار علمی نه به صورت متن، بلکه به صورت گرافیکی ارائه شد: به عنوان نمودار و نقشه، و شکل نهایی خود را خیلی دیرتر - فقط در قرن هفدهم، در اروپا - دریافت کردند.

اروپا

سپس، در سال 1604، روش فرسودگی کشف شده توسط اقلیدس توسط دانشمند ایتالیایی لوکا والریو تعمیم داده شد. او ثابت کرد که تفاوت بین مساحت های یک شکل محاطی و محاطی را می توان از هر ناحیه معینی کوچکتر کرد، مشروط بر اینکه از متوازی الاضلاع تشکیل شده باشند. و دانشمند آلمانی یوهانس کپلر (یوهانس کپلر) ابتدا مساحت بیضی را که برای تحقیقات نجومی به آن نیاز داشت محاسبه کرد. ماهیت روش این بود که بیضی را به خطوط زیادی با گام 1 درجه تجزیه کنیم.

در قرن 19-20، مطالعات مربوط به نواحی شکل‌های مسطح عملاً تمام شده و به شکلی که هنوز وجود دارند ارائه شده است. تنها کشف هرمان مینکوفسکی، که پیشنهاد استفاده از "لایه پوششی" را برای پیکره های مسطح داد، که با ضخامتی که به صفر می رسد، می تواند نوآورانه در نظر گرفته شود، تعیین سطح مورد نظر را با دقت بالا ممکن می سازد. اما این روش تنها در صورتی کار می‌کند که افزودنی مشاهده شود، و نمی‌توان آن را جهانی در نظر گرفت.

نحوه محاسبه مساحت (فرمولهای مساحت)

نحوه محاسبه مساحت (فرمولهای مساحت)

مصرهای باستان می دانستند که چگونه مساحت اشکال هندسی ساده را محاسبه کنند و با توسعه تمدن ها، فرمول های جدید بیشتری برای محاسبات ظاهر شد.

به عنوان مثال، امروزه برای یک مثلث معمولی 7 فرمول برای محاسبه مساحت وجود دارد که هر کدام در هنگام جایگزینی مقادیر عددی به جای متغیرها صحیح است. همین امر را می توان در مورد اکثر اشکال دیگر گفت: دایره، مربع، ذوزنقه، متوازی الاضلاع، لوزی.

مثلث

شما باید با یک مثلث شروع کنید - شکل هندسی اصلی که تمام مثلثات مدرن بر روی آن ساخته شده است. 4 فرمول اساسی برای محاسبه مساحت یک مثلث معمولی (غیر مستطیلی) وجود دارد:

  • S = (1/2) ⋅ a ⋅ ساعت.
  • S = √(p ⋅ (p − a) ⋅ (p − b) ⋅ (p − c)).
  • S = (a ⋅ b ⋅ c) / 4R.
  • S = p ⋅ r.

در این فرمول‌ها، a، b و c طول اضلاع مثلث، h ارتفاع آن، r شعاع دایره محاطی، R شعاع دایره محصور، و p نیمه است. - محیط برابر با - (a + b + c) / 2. با استفاده از مثلثات، می توانید مساحت یک مثلث را با استفاده از سه فرمول دیگر تعیین کنید:

  • S = (1/2) ⋅ a ⋅ b ⋅ sin γ.
  • S = (1/2) ⋅ a ⋅ c ⋅ sin β.
  • S = (1/2) ⋅ b ⋅ c ⋅ sin α.

بر این اساس، α، β و γ زوایای بین اضلاع مجاور هستند. با استفاده از این فرمول ها، می توانید مساحت هر مثلثی، از جمله مثلث های قائم الزاویه و متساوی الاضلاع را محاسبه کنید.

اگر مثلث قائم الزاویه باشد، مساحت آن را می توان از پایین و ارتفاع، از پایین و زاویه حاد، از ساق و زاویه حاد، و همچنین از شعاع دایره و هیپوتونوس محاطی شده پیدا کرد.

مربع و مستطیل

یک شکل هندسی ساده دیگر مربعی است که مساحت آن را می توان با دانستن طول وجه یا قطر آن محاسبه کرد. فرمول های محاسبات به این صورت است:

  • S = a².
  • S = (1/2) ⋅ d².

بر این اساس، a طول صورت و d طول مورب است. در مورد مستطیل، فقط یک گزینه برای محاسبه ربع برای آن ممکن است: طبق فرمول S = a ⋅ b، که در آن a و b طول اضلاع هستند.

متوازی الاضلاع

در یک متوازی الاضلاع، همه زوایا با 90 درجه متفاوت هستند، اما جفت شدن با هم 180 درجه در هر ضلع می دهد. یعنی دو زاویه متقابل همیشه تیز هستند و دو زاویه دیگر کج هستند. با توجه به این ویژگی ها، 3 فرمول برای محاسبه مساحت متوازی الاضلاع وجود دارد:

  • S = a ⋅ ساعت.
  • S = a ⋅ b ⋅ sinα،
  • S = (1/2) ⋅ d1 ⋅ d2 ⋅ sin γ.

بر این اساس، a و b طول اضلاع متوازی الاضلاع، h ارتفاع آن، d1 و d2 طول قطرها، α زاویه بین اضلاع و γ زاویه بین قطرها هستند. بسته به اینکه کدام یک از این مقادیر شناخته شده است، می توانید با جایگزین کردن آنها به جای متغیرها، به سرعت منطقه مورد نیاز را تعیین کنید.

دایره

برای یک دایره منظم، فقط شعاع و قطر هنگام محاسبه مساحت مهم است - بدون در نظر گرفتن محیط. محاسبات طبق فرمول انجام می شود:

  • S = π ⋅ r².
  • S = (1/4) ⋅ π ⋅ d².

بر این اساس, π یک ثابت است (برابر با 3.14...)، r شعاع دایره و d قطر آن است.

چهارضلعی

می توانید با دانستن طول مورب ها و زوایای بین آنها، طول اضلاع و زوایای بین آنها و همچنین شعاع دایره های محاط شده و محدب، ربع چهارضلعی محدب را محاسبه کنید. بر این اساس، یکی از چهار فرمول را می توان اعمال کرد:

  • S = (1/2) ⋅ d1 ⋅ d2 ⋅ sin α.
  • S = p ⋅ r.
  • S = √((p − a) ⋅ (p − b) ⋅ (p − c) − a ⋅ b ⋅ c ⋅ d ⋅ cos² θ).
  • S = √((p - a) ⋅ (p - b) ⋅ (p - c) ⋅ (p - d)).

در این فرمول‌ها، d1 و d2 طول قطرهای چهارگوش، r شعاع دایره محاطی، p نیم‌محیط، α زاویه بین قطرها، و θ نصف است. مجموع دو زاویه متضاد، یا (α + β) / 2.

الماس

برای محاسبه مساحت این شکل هندسی ساده از 3 فرمول استفاده می شود که متغیرهای آن ارتفاع، طول ضلع، زاویه و مورب هستند. برای محاسبه، می توانید یکی از سه معادله را اعمال کنید:

  • S = a ⋅ ساعت.
  • S = a² ⋅ sinα.
  • S = (1/2) ⋅ d1 ⋅ d2.

در آنها، a طول ضلع لوزی، h طول ارتفاع پایین‌تر از آن، α زاویه بین دو ضلع، و d1 و d2 طول قطرها است. p>

ذوزنقه

می‌توانید ربع ذوزنقه‌ای با دو ضلع موازی را با دانستن ارتفاع آن و نیمی از مجموع پایه‌ها و همچنین با استفاده از طول اضلاع تعیین کنید - طبق فرمول هرون:

  • S = (1/2) ⋅ (a + b) ⋅ h.
  • S = ((a + b) / |a - b|) ⋅ √((p - a) ⋅ (p - b) ⋅ (p - a - c) ⋅ (p - a - d)).

در این عبارات، a و b طول قاعده ذوزنقه، c و d طول وجوه جانبی، h ارتفاع، و p نیمه محیط برابر با (a + b + است. c + d) / 2.

محاسبه اکثر فرمول های فهرست شده بر روی یک تکه کاغذ یا ماشین حساب آسان است، اما ساده ترین گزینه امروز یک برنامه آنلاین مبتنی بر مرورگر است که در آن همه متغیرها از قبل مشخص شده اند، و تنها چیزی که باقی می ماند اضافه کردن شناخته شده است. اعداد به فیلدهای خالی آنها.