常見幾何圖形公式對照:周長、面積、表面積與體積

更新 2026.10.15

幾何計算先辨認量的是邊界長度、平面覆蓋範圍,還是立體容量。周長使用長度單位,面積使用平方單位,體積使用立方單位;代公式前要讓所有邊長使用相同單位。以下整理常見平面圖形和立體形狀的基本公式,適合估算裁切、鋪面、容器容量和材料表面積。

常見幾何平面圖形與立體形狀公式示意圖

教學展板上的幾何圖形與立體模型實物照片

圖:常見平面圖形與立體形狀的外觀及量測標記,圖示不按比例。作者 C b grenouille,來源:Wikimedia Commons,CC0 1.0。

照片:幾何圖形教學展板與立體模型。作者 Aliva Sahoo,來源:Wikimedia Commons,依 CC BY-SA 4.0 授權。

符號與快速換算方法表

符號 表示 常用單位
P 周長,封閉平面圖形的邊界長度 mm、cm、m、in
C 圓周長 mm、cm、m、in
A 平面面積或底面積 mm²、cm²、m²、in²
SA 立體表面積 mm²、cm²、m²、in²
V 體積 mm³、cm³、m³、L、in³
h 垂直高度 與其他長度相同的單位
r、d 半徑、直徑;d = 2r 與其他長度相同的單位
π 圓周率,計算時常取 3.14159 或使用計算機 π 鍵 無單位
要換算或反推 快速方法 例子
長度單位轉換 先把所有邊長轉成相同單位,再代公式 1 m = 100 cm
長度 → 面積 長度換算係數平方 1 m² = 100² cm² = 10,000 cm²
長度 → 體積 長度換算係數立方 1 m³ = 100³ cm³ = 1,000,000 cm³
圓周長 → 直徑 d = C ÷ π C = 31.416 cm → d ≈ 10 cm
圓面積 → 半徑 r = √(A ÷ π) A = 78.54 cm² → r ≈ 5 cm
長方形面積 → 未知邊長 未知邊 = A ÷ 已知邊 A = 12 m²、寬 3 m → 長 4 m
圓柱體積 → 高度 h = V ÷ (πr²) 942.48 cm³、r = 5 cm → h ≈ 12 cm

平面圖形:周長與面積公式完整速查

圖形 周長 P 面積 A 量測要點
正方形,邊長 s 4s s² 四邊等長;面積是邊長平方,不是邊長乘 4
長方形,長 l、寬 w 2(l+w) lw 周長相加四邊;面積用相鄰長、寬相乘
一般三角形,邊長 a,b,c、底 b、垂直高 h a+b+c bh ÷ 2 高要垂直於所選底邊;斜邊長不能直接當高
平行四邊形,鄰邊 a,b、底 b、垂直高 h 2(a+b) bh 面積的 h 是垂直距離,不是斜邊長
梯形,四邊 a,b,c,d,平行底為 a,b a+b+c+d (a+b)h ÷ 2 只把兩條平行邊相加,再乘垂直高並除以 2
菱形,邊長 s、兩對角線 d₁,d₂ 4s d₁d₂ ÷ 2 對角線須量完整長度;面積公式使用兩對角線
圓形,半徑 r、直徑 d C = 2πr = πd πr² 先用 d = 2r 區分半徑和直徑
正多邊形,邊數 n、邊長 s、內切 apothem a ns aP ÷ 2 面積公式的 a 是中心到邊的垂直距離,不是邊長

例:梯形面積。 上底 1.6 m、下底 2.4 m、垂直高 1.2 m,面積為 (1.6 + 2.4) × 1.2 ÷ 2 = 2.4 m²。若要算邊框材料,仍須把四條邊長相加,面積不能代替周長。

立體形狀:體積與表面積公式

立體形狀 體積 V 表面積 SA 公式條件與符號
正方體,邊長 s s³ 6s² 六個面都是同尺寸正方形
長方體,長 l、寬 w、高 h lwh 2(lw+lh+wh) 六面皆為長方形;封閉箱體含六個面
直角柱,底面積 B、底面周長 P、高 h Bh 2B + Ph 側面為長方形的直柱;斜柱側表面需另依斜高計算
圓柱,半徑 r、高 h πr²h 2πr² + 2πrh 表面積含兩個圓底和側面;只有側面時為 2πrh
圓錐,底半徑 r、垂直高 h、斜高 ℓ πr²h ÷ 3 πr² + πrℓ ℓ = √(r²+h²);表面積含圓底和側面
正稜錐,底面積 B、垂直高 h Bh ÷ 3 B + Pℓ ÷ 2 P 為底面周長;側面公式適用側面斜高相同的正稜錐
球,半徑 r 4πr³ ÷ 3 4πr² 表面積為球面外側;球沒有平面底面

例:圓柱容器容量。 內半徑 5 cm、高 12 cm,理想圓柱體積為 π × 5² × 12 ≈ 942.48 cm³,約 0.942 L。實際容器若有厚度、肩部、圓角或不能裝滿,應量內部尺寸並扣除無法使用的空間。

要用收納箱內長、內寬、內高估算公升數,並核對外徑、箱口和堆疊空間,另見收納箱尺寸與容量換算。

長度、面積與容量單位對照

關係 精確換算 常用速記
1 m 100 cm = 1,000 mm 長度換算
1 m² 10,000 cm² = 1,000,000 mm² 平方單位要把長度係數平方
1 m³ 1,000,000 cm³ 立方單位要把長度係數立方
1 L 1,000 cm³ = 1 dm³ 容量和幾何體積的換算
1 m³ 1,000 L 常見於水量、容積和建材估算
1 in 25.4 mm 英吋與毫米換算
1 ft 0.3048 m 英尺與公尺換算

若一個房間長 4 m、寬 3 m,地板面積是 12 m²;若天花板高 2.5 m,房間幾何體積是 30 m³,約 30,000 L。前者是鋪地板的面積量,後者是空間體積,兩者的單位不能混用。

常見計算錯誤

錯誤 正確做法
用三角形斜邊當面積公式的高 從所選底邊量垂直高度;高可落在三角形外部
梯形兩條底相加後忘記除以 2 使用 (上底 + 下底) × 垂直高 ÷ 2
把圓直徑當半徑代入 πr² 先算 r = d ÷ 2
長度換算後只把面積乘一次換算係數 面積把長度係數平方;體積則立方
把 cm³ 的數值直接當成 L 1 L = 1,000 cm³,換算時除以 1,000
只算幾何容積就當作容器可裝容量 再扣除壁厚、邊緣、內部結構及安全留空
面積和表面積混稱 A 常指平面區域;SA 是立體所有外表面面積,需先確認是否包含底面

參考資料

公式適用於理想幾何形狀。施工、包裝、液體容量和材料採購還需考慮測量公差、壁厚、接縫、裁切損耗及製造規格;需要法定精度時以該領域圖面或標準為準。

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