幾何 · 梯形

梯形

至少一組對邊平行的四邊形。面積為兩條平行邊的和乘以它們之間的距離,再除以二:S = (a + b)h/2。

本視覺化中的梯形

梯形(英式英語通常稱為trapezium)是至少一組對邊平行的四邊形。平行的兩邊稱為底 aa與bb,另外兩邊稱為腰,兩底之間的距離是高 hh。圖中兩底始終位於兩條平行線上,因此只要上底大於0,做出的圖形就是梯形(a=0a = 0時變成三角形)。讀數也會指出它所屬的更細分類,並算出面積。

梯形的面積
S=(a+b) h2S = \frac{(a + b)\,h}{2}

平行四邊形是梯形嗎?

依本頁採用的定義,是。平行四邊形有兩組對邊平行,當然至少有一組;矩形、菱形與正方形也一樣。另一種常見定義要求恰好一組,此時平行四邊形不算梯形。本頁採用「至少一組」:對梯形證明的性質便可直接用於平行四邊形,不必另分情況。當a=ba = b時,面積公式與中位線(a+b)/2(a + b)/2仍給出正確結果。

等腰梯形在每一底上的兩個底角相等,因此兩腰與兩條對角線也分別等長。只有兩腰等長還不夠:傾斜的平行四邊形也符合,卻不是等腰梯形;矩形則是。直角梯形有一腰垂直於兩底,那條腰就是高。

面積為什麼是 (a + b)h/2

紅鍵的三種證明將梯形重新拼成面積已知的圖形。兩個相同梯形,其中一個繞腰的中點轉半圈,拼成底a+ba + b、高hh的平行四邊形,梯形占一半。沿對角線剪開,可得高同為hh、底分別為aa與bb的兩個三角形。沿中位線剪開並轉動上方部分,則得到底a+ba + b、高h/2h/2的平行四邊形。

a=ba = b時是平行四邊形,依本頁定義仍是梯形,公式給出其面積bhbh。a=0a = 0時上底縮成一點:公式給出三角形的面積bh/2bh/2,但三角形不是四邊形,因此這是梯形的盡頭,而不是另一種梯形。沿所在直線移動上底不會改變兩底或高;即使高落在圖形外,無論形狀多傾斜,面積都相同。

值得留意

  • 「上」與「下」只是名稱。把梯形轉向一旁、讓兩底直立,它仍是梯形:關鍵是哪幾條邊平行。

操作方式

  • 拖曳上底本身,可沿所在直線移動或升降。取得焦點的頂點可用方向鍵移動,每次0.1(Shift:0.01)。

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