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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。

面積の単位


古いイギリスの単位

古いイギリスの単位は、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 - 4046.8564224 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)
  • (ごう) - 10 勺 - 0.33058 m2(体積の単位の合とは別)
  • (つぼ)・歩(ぶ) - 30 合 - 3.30579 m2
  • (せ) - 30 坪 - 99.17355 m2
  • 段・(たん) - 10 畝 - 991.7355 m2
  • (ちょう)・町歩(ちょうぶ) - 10 段 - 9917.355 m2
  • 尺坪(しゃくつぼ) - 0.09183 m2
  • 帖・(じょう) - 0.5 坪 - 1.6528926 m2

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。
  • 長方形正方形: aba = 縦の長さ、b = 横の長さ)
  • ひし形: ab/2 (向かい合う一組の頂点の距離を a、もう一組の間の距離を b とする)
  • 台形: (B + b)h/2 (Bb はそれぞれ平行な辺の長さ、h = 平行な辺の間の距離)
  • 平行四辺形: aha = 底辺の長さ、h = 高さ)
  • 平行四辺形: |A × B| = |A||B|sinθ (A, B は平行四辺形を張る独立ベクトル、"×" はベクトルの外積、"| |" はベクトルの大きさ、θ は二つのベクトルのなす角
  • 三角形: ah/2 (a = 底辺の長さ、h = 高さ)
  • 三角形: ヘロンの公式
  • : πr 2r = 半径)
  • 正多角形: Pa/2 (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))

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: 6s2s = 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: 2πrhr = 底面の半径、h = 高さ)
  • 斜切円柱の側面積: πr(h1h2) (h1 = 最大母線の長さ、h2 = 最小母線の長さ)
  • 円錐の側面積: πara = 母線の長さ、r = 底面の半径)
  • 頭を切った円錐の側面積: πa(Rr) (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)
  • の表面積: 4πr 2r = 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、「意味のある面積を定義できない図形」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)。 このような集合は現実の世界では生じない。

関連項目


外部リンク


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