面積
提供: miniwiki
2018/7/28/ (土) 23:47時点におけるja>松茸による版 (125.15.138.65 (会話) による ID:69385659 の版を取り消し)
面積 area | |
---|---|
量記号 | S, A |
次元 | L2 |
種類 | スカラー |
SI単位 | 平方メートル (m2) |
CGS単位 | 平方センチメートル (cm2) |
FPS単位 | 平方フィート (ft2) |
プランク単位 | プランク面積 (lP2) |
面積(めんせき)とは、平面内の、あるいは曲面内の図形の大きさ、広さ、の量である。立体物の表面の面積の合計を特に表面積(ひょうめんせき)と呼ぶ。
Contents
面積の単位
古いイギリスの単位
今日では以下のように定義されている。
- 平方フィート - 0.09290304 m2
- 平方ヤード - 9 平方フィート - 0.83612736 m2
- 平方パーチ - 30.25 平方ヤード - 25.2928526 m2
- エーカー - 160 平方パーチまたは 43,560 平方フィート - 4,046.8564224 m2
- 平方マイル - 640 エーカー - 2.5899881103 km2
古い日本の単位
- 勺(しゃく) - 0.033058 m2(体積の単位の勺とは別)
- 合(ごう) - 10 勺 - 0.33058 m2(体積の単位の合とは別)
- 坪(つぼ)・歩(ぶ) - 10 合 - 3.30579 m2
- 畝(せ) - 30 坪 - 99.17355 m2
- 段・反(たん) - 10 畝 - 991.7355 m2
- 町(ちょう)・町歩(ちょうぶ) - 10 段 - 9,917.355 m2
- 尺坪(しゃくつぼ) - 0.09183 m2
- 帖・畳(じょう) - 0.5 坪 - 1.6528926 m2
- 方丈(ほうじょう) - 9.182736453 m2
その他の単位
面積を求める公式
平面
基本的な面積を計算する公式をいくつか示す。
- 正方形: a2(a = 一辺の長さ)
- 長方形: ab(a = 縦の長さ、b = 横の長さ)
- 菱形: 12ab(a, b は2つの対角線の長さ)
- 台形: 12(B + b)h(B, b は上底、下底の長さ、h = 高さ)
- 平行四辺形: ah(a = 底辺の長さ、h = 高さ)
- 平行四辺形: |A × B| = |A||B|sin θ(A, B は平行四辺形を張る独立なベクトル、"×" はベクトルのクロス積(外積)、"| |" はベクトルの大きさ、θ は A と B のベクトルのなす角)
- 三角形: 12ah(a = 底辺の長さ、h = 高さ)、12absin θ(a、b = 辺の長さ、θ = 2辺のなす角の大きさ(ラジアン (rad))、ヘロンの公式
- 各頂点の座標が与えられた多角形: 座標法を参照
- 円: πr2(π = 円周率、r = 半径)
- 扇形: 12r2θ(θ = 中心角の大きさ(ラジアン))
- 扇形: πr2θ/360(θ = 中心角の大きさ(度))
- 扇形: 12lr(l = 弧の長さ (2πrθ/360))
- 楕円: πab(a、b = 半長軸および半短軸の長さ)
- 正多角形: 12Pa(P = 周辺の長さ、a = 多角形の辺心距離(中心から辺の中心までの長さ))
- 格子多角形:ピックの定理
- アステロイド曲線に囲まれた部分: 38πa(アステロイド曲線の方程式 x2/3 + y2/3 = a2/3)
- カージオイド曲線に囲まれた部分: 32πa(カージオイド曲線の極方程式 r = a(1 + cos θ))
立体
立体の表面積、側面積を求める公式を以下に示す。
- 立方体の表面積: 6s2(s = 一辺の長さ)
- 直方体の表面積: 2(lw + lh + wh)(l = 縦の長さ、w = 横の長さ、h = 高さ)
- 円柱の側面積: 2πrh(r = 底面の半径、h = 高さ)
- 斜切円柱の側面積: πr(h1 + h2)(h1 = 最大母線の長さ、h2 = 最小母線の長さ)
- 円錐の側面積: πar(a = 母線の長さ、r = 底面の半径)
- 円錐台の側面積: πa(R + r)(a = 母線の長さ、R, r = 両底面の半径、h = 高さ)
- 円柱の表面積: 2πr(h + r)(r = 底面の半径、h = 高さ)
- 円錐の表面積: πr(r + a)(r = 底面の半径、a = 母線の長さ)
- 球の表面積: 4πr2(r = 半径)
円以下の公式は、正確には積分を使って正当化される。さらに幅広い図形についてこの概念を定義するためには、積分を避けて通ることはできない。
定義不良な面積 Ill-defined areas
選択公理を受け入れると、「意味のある面積が定義できない図形」が存在することを証明できる (ルベーグ測度を参照)。 このような「図形」(簡単に図示することは出来ない)はタルスキーの円積問題 (en:Tarski's circle-squaring problem) に関係している(三次元における類似の例として、「体積の定義できない図形」とバナッハ=タルスキーのパラドックスがある)。 このような集合は実用上現実の世界では生じない。
関連項目
外部リンク
- 度量衡換算(面積)
- Weisstein, Eric W. “Area”. MathWorld(英語). Template:Cite webの呼び出しエラー:引数 accessdate は必須です。
- area - PlanetMath.(英語)
- {{#invoke:citation/CS1|citation
|CitationClass=citation }}
典拠レコード: