內切圓計算機
內切圓會與三角形的三邊相切。MiniWebtool 的內切圓計算工具可依三邊長或頂點座標,求出半徑、圓心及接觸幾何,並附圖示與公式步驟。
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在下方輸入三邊長或三個頂點的座標,即可得到內切圓半徑、內心、切點和面積,並附步驟。
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內切圓計算機
內切圓計算機可求出任何三角形的內切圓。內切圓(Incircle)是指完全位於三角形內部並與三條邊都相切的最大圓。輸入三個邊長或三個頂點座標,即可立即計算內切圓半徑、內心位置、切點、切線長度、接觸三角形、旁切圓半徑等,並提供互動式 SVG 圖表和逐步計算公式。
功能概覽
內切圓計算機可由三邊長或三個頂點座標,求出三角形的內切圓半徑與內心。它也會給出切點、旁切圓半徑,以及附公式步驟的示意圖。
| 功能 | 提供內容 | 適用情境 |
|---|---|---|
| 兩種輸入模式 | 輸入邊長 a、b、c,或三個頂點的 x 與 y 座標。快速範例可填入正三角形、直角 3-4-5、等腰 5-5-8 與鈍角 3-4-6 三角形。 | 由邊長或座標給定的三角形 |
| 內切圓半徑與內心 | 內切圓半徑 r = K / s,其中面積 K 由海倫公式求得,s 為半周長。內心是三條角平分線的交點。 | 三角形內切圓的幾何作業 |
| 內切圓量度 | 顯示內切圓面積(pi r 平方)與周長(2 pi r),並列出內切圓半徑。 | 求能放入三角形內的最大圓尺寸 |
| 切點 | 給出內切圓與三邊相切的三個點、切線長 s - a、s - b、s - c,以及切點三角形。 | 需要切點的作圖 |
| 旁切圓 | 列出三個旁切圓半徑與 R/r 比值,歐拉不等式將其下界設為 2。 | 比較內切圓與外接圓 |
| 示意圖疊加 | 在三角形示意圖上切換內切圓、角平分線、切點、切點三角形與標籤的顯示。 | 將各部分如何組合視覺化 |
內切圓的關鍵概念
內切圓計算公式
對於一個邊長為 a, b, c 且半周長為 s = (a + b + c) / 2 的三角形:
| 性質 | 公式 | 描述 |
|---|---|---|
| 三角形面積 (海龍公式) | \(K = \sqrt{s(s-a)(s-b)(s-c)}\) | 使用半周長從三邊計算面積 |
| 內切圓半徑 | \(r = \frac{K}{s}\) | 內切圓的半徑 |
| 內切圓面積 | \(A = \pi r^2\) | 內切圓所圍成的面積 |
| 內切圓周長 | \(C = 2\pi r\) | 內切圓的周長 |
| 內心座標 | \(I = \frac{a \cdot A + b \cdot B + c \cdot C}{a+b+c}\) | 以對邊長度為權重的頂點加權平均值 |
| 頂點 A 的切線長度 | \(t_A = s - a\) | 頂點 A 到最近切點的距離 |
| 旁切圓半徑 | \(r_A = \frac{K}{s-a}\) | 頂點 A 對面旁切圓的半徑 |
| 歐拉距離 | \(d = \sqrt{R(R-2r)}\) | 外心與內心之間的距離 |
內切圓 vs. 外接圓
內切圓和外接圓是與三角形相關的兩個最基本的圓,但它們具有不同的性質:
- 內切圓: 位於三角形內部,與三條邊相切。透過角平分線求得。內心始終位於三角形內部。
- 外接圓: 通過三個頂點,通常較大。透過垂直平分線求得。對於鈍角三角形,外心可能位於外部。
- 歐拉不等式: 對於任何三角形,\(R \geq 2r\),僅當為等邊三角形時等號成立。
切線長度與接觸三角形
當內切圓與 BC 邊切於點 D,與 CA 邊切於點 E,與 AB 邊切於點 F 時,從每個頂點出發的切線長度相等:從 A 出發的距離 AF = AE = s − a;從 B 出發為 BF = BD = s − b;從 C 出發為 CD = CE = s − c。連接這些切點形成的三角形 DEF 稱為接觸三角形(或內觸三角形)。接觸三角形具有特殊的性質:其角度與原始三角形的角度關係公式為 ∠D = 90° − A/2。
旁切圓:三個伴隨圓
每個三角形都有三個旁切圓 —— 與三角形的一條邊以及另外兩條邊的延長線相切的圓。頂點 A 對面的旁切圓半徑為 r_A = K/(s−a),B 對面為 r_B = K/(s−b),C 對面為 r_C = K/(s−c)。一個優雅的等式將這四個圓聯繫在一起:1/r = 1/r_A + 1/r_B + 1/r_C。旁切圓在高級三角形幾何中非常重要,並出現在納格爾點(Nagel point)的構造中。
如何求內切圓
- 選擇您的輸入方法: 如果您知道邊長 a, b, c,請選擇「三邊長」;如果您有每個頂點的座標,請選擇「三頂點座標」。
- 輸入數值: 輸入三個邊長或頂點 A, B, C 的 (x, y) 座標。可以點擊快速範例來自動填充樣本數值。
- 點擊計算: 按下「計算內切圓」按鈕。
- 查看結果: 查看內切圓半徑 r、內心座標、內切圓面積與周長、切點、切線長度、旁切圓半徑以及 R/r 比值。
- 探索圖表: 切換內切圓、角平分線、切點、接觸三角形和標籤的疊加層,以視覺化幾何形狀。
實際應用
內切圓有許多實際用途。在製造業中,內切圓半徑決定了可以放入三角形開口中的最大圓形組件(螺栓、鑽頭、管材)。在建築學中,內切圓有助於在三角形平面圖中設計最大的圓形特徵。在計算幾何中,內切圓和旁切圓被用於有限元素分析的網格細化演算法。內切圓半徑還可以用作衡量三角形「肥胖度」的一種標準 —— 相對於外接圓半徑,細長三角形的內切圓半徑較小,這對於模擬中的數值穩定性非常重要。
FAQ
引用此內容、頁面或工具為:
"內切圓計算機" 於 https://MiniWebtool.com/zh-tw/內切圓計算機/,來自 MiniWebtool,https://MiniWebtool.com/
由 miniwebtool 團隊製作。更新日期:2026-04-03
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