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如何求矩形对角线的长度

在本文中:使用长和宽使用面积和周长使用面积和边长的相对关系

对角线是连接矩形的一个角及其对角的一条直线。一个矩形有两条对角线,它们长度相等。如果知道矩形各边的边长,你可以借助勾股定理轻易地算出对角线的长度,因为对角线将矩形分成了两个直角三角形。如果你不知道边长,但知道面积和周长,或边长之间的关系等其他信息,你可以先计算出矩形的长和宽,然后再用勾股定理算出对角线的长度。

方法

1:使用长和宽

1:列出勾股定理的公式。该公式是

{\displaystyle a^{2}+b^{2}=c^{2}}

,其中

{\displaystyle a}

{\displaystyle b}

是直角三角形直角边的边长,而

{\displaystyle c}

是直角三角形的斜边长度。

由于对角线将矩形切成了两个完全一样的直角三角形,所以你可以使用勾股定理。矩形的长和宽是三角形的直角边;对角线是三角形的斜边。

2:将长和宽代入到公式中。长和宽应该是已知条件,又或者你可以量出它们的长度。确保你用长和宽代入的是

{\displaystyle a}

{\displaystyle b}

例如,如果矩形的宽是3 cm,而长是4 cm,代入公式后得到如下等式

{\displaystyle 3^{2}+4^{2}=c^{2}}

3:算出长和宽的平方,然后相加求和。记住,一个数的平方等于用这个数乘以自己。

例如:

{\displaystyle 3^{2}+4^{2}=c^{2}}

{\displaystyle 9+16=c^{2}}

{\displaystyle 25=c^{2}}

4:将等式两边开平方。最简单的计算平方根的方法是使用计算器。如果你没有科学计算器,可以使用在线计算器。这样可以算出

{\displaystyle c}

的值,即三角形的斜边,也就是矩形对角线的长度。

例如:

{\displaystyle 25=c^{2}}

{\displaystyle {\sqrt {25}}={\sqrt {c^{2}}}}

{\displaystyle 5=c}

因此,宽为3 cm,而长为4 cm的矩形,其对角线的长度是5 cm。

方法

2:使用面积和周长

1:列出矩形的面积公式。该公式是

{\displaystyle A=lw}

,其中

{\displaystyle A}

矩形的面积,

{\displaystyle l}

矩形的长,而

{\displaystyle w}

矩形的宽。

2:将矩形的面积代入到公式中。确保你代入的是变量

{\displaystyle A}

例如,如果矩形的面积是35平方厘米,则代入后得到如下等式

{\displaystyle 35=lw}

3:变换等式,使之变成

w{\displaystyle w}

的表达式。等式两边都除以

{\displaystyle l}

。将这个表达式放到一边。稍后你会将它代入周长公式。

例如:

{\displaystyle 35=lw}

{\displaystyle {\frac {35}{l}}=w}

4:列出矩形的周长公式。该公式是

{\displaystyle P=2(w+l)}

,其中

{\displaystyle w}

矩形的宽,而

{\displaystyle l}

矩形的长。

5:将周长的值代入到公式中。确保你代入的是变量

{\displaystyle P}

例如,如果矩形的周长是24厘米,则代入后会得到如下等式

{\displaystyle 24=2(w+l)}

6:等式两边都除以2。这样就算出了

{\displaystyle w+l}

的值。

例如:

{\displaystyle 24=2(w+l)}

{\displaystyle {\frac {24}{2}}={\frac {2(w+l)}{2}}}

{\displaystyle 12=w+l}

7:将

w{\displaystyle w}

的表达式代入到等式中。使用你变换面积公式得到的表达式。

例如,如果使用你变换而得的表达式

{\displaystyle {\frac {35}{l}}=w}

,把它代入周长公式中的

{\displaystyle w}

{\displaystyle 12=w+l}

{\displaystyle 12={\frac {35}{l}}+l}

8:去掉等式中的分母。等式两边都乘以

{\displaystyle l}

例如:

{\displaystyle 12={\frac {35}{l}}+l}

{\displaystyle 12\times l=({\frac {35}{l}}\times l)+(l\times l)}

{\displaystyle 12l=35+l^{2}}

9:使等式一边等于0。等式两边都减去一次项。

例如:

{\displaystyle 12l=35+l^{2}}

{\displaystyle 12l-12l=35+l^{2}-12l}

{\displaystyle 0=35+l^{2}-12l}

10:按项次对等式重新排序。这意味着带指数的项排第一个,然后是带变量的项,最后是常量。重新排序时,请注意保留正确的正、负符号。你应该注意到了,这个等式现在变成了一个二次方程。

例如,

{\displaystyle 0=35+l^{2}-12l}

变成了

{\displaystyle 0=l^{2}-12l+35}

11:将二次方程因式分解。关于如何进行此步骤的完整说明,请阅读解二次方程。

例如,方程

{\displaystyle 0=l^{2}-12l+35}

可因式分解成

{\displaystyle 0=(l-7)(l-5)}

12:求

l{\displaystyle l}

的值。令各项等于零,求出变量。你会得到方程的两个解,或两个根。由于你面对的是一个矩形,所以得到的两个根是矩形的宽和长。

例如:

{\displaystyle 0=(l-7)}

{\displaystyle 7=l}

{\displaystyle 0=(l-5)}

{\displaystyle 5=l}

因此,矩形的长和宽分别为7 cm和5 cm。

13:列出勾股定理的公式。该公式是

{\displaystyle a^{2}+b^{2}=c^{2}}

,其中

{\displaystyle a}

{\displaystyle b}

是直角三角形直角边的边长,而

{\displaystyle c}

是直角三角形斜边的边长。

由于对角线将矩形切成了两个完全一样的直角三角形,所以你可以使用勾股定理。矩形的宽和长是三角形的直角边;对角线是三角形的斜边。

14:将宽和长代入到公式中。此时,长可以随意代入到a或b中,将宽代入另一个即可。

例如,如果你算出矩形的宽和长为5 cm和7 cm,代入后得到如下等式

{\displaystyle 5^{2}+7^{2}=c^{2}}

15:算出宽和长的平方,然后相加求和。记住,一个数的平方等于用这个数乘以自己。

例如:

{\displaystyle 5^{2}+7^{2}=c^{2}}

{\displaystyle 25+49=c^{2}}

{\displaystyle 74=c^{2}}

16:将等式两边开平方。最简单的计算平方根的方法是使用计算器。如果你没有科学计算器,可以使用在线计算器。这样可以算出

{\displaystyle c}

的值,即三角形的斜边,也就是矩形对角线的长度。

例如:

{\displaystyle 74=c^{2}}

{\displaystyle {\sqrt {74}}={\sqrt {c^{2}}}}

{\displaystyle 8.6024=c}

因此,面积为

{\displaystyle 35cm^{2}}

而周长为24 cm的矩形,其对角线长度约等于8.6 cm。

方法

3:使用面积和边长的相对关系

1:写下能够说明两条边边长之间关系的等式。你可以将之写成长(

{\displaystyle l}

)或宽(

{\displaystyle w}

)的表达式。将这个等式放到一边。稍后你会将它代入面积公式。

例如,如果已知矩形的宽比矩形的长要长2 cm,你可以列出

{\displaystyle w}

的表达式:

{\displaystyle w=l+2}

2:列出矩形的面积公式。该公式是

{\displaystyle A=lw}

,其中

{\displaystyle A}

矩形的面积,

{\displaystyle l}

矩形的长,而

{\displaystyle w}

矩形的宽。

如果知道矩形的周长,你也可以使用这种方法,不过列出的应该是周长公式,而非面积公式。矩形的周长公式是

{\displaystyle P=2(w+l)}

,其中

{\displaystyle w}

矩形的宽,而

{\displaystyle l}

矩形的长。

3:将矩形的面积代入到公式中。确保你代入的是变量

{\displaystyle A}

例如,如果矩形的面积是35平方厘米,则代入后得到如下等式

{\displaystyle 35=lw}

4:将长或宽的关系表达式代入公式中。由于你面对的是一个矩形,所以求

{\displaystyle l}

{\displaystyle w}

变量的值都可以。

例如,如果你知道

{\displaystyle w=l+2}

,可以将这个表达式代入面积公式中的

{\displaystyle w}

{\displaystyle 35=lw}

{\displaystyle 35=l(l+2)}

5:列出二次方程。用括号前的系数乘以括号内的各项,然后使方程的一边等于0。

例如:

{\displaystyle 35=l(l+2)}

{\displaystyle 35=l^{2}+2l}

{\displaystyle 0=l^{2}+2l-35}

6:将二次方程因式分解。关于如何进行此步骤的完整说明,请阅读解二次方程。

例如,方程

{\displaystyle 0=l^{2}+2l-35}

可因式分解成

{\displaystyle 0=(l+7)(l-5)}

7:求

l{\displaystyle l}

的值。令各项等于零,求出变量。你会求出方程的两个解,或两个根。

例如:

{\displaystyle 0=(l+7)}

{\displaystyle -7=l}

{\displaystyle 0=(l-5)}

{\displaystyle 5=l}

在本例中,你会得到一个负数根。由于矩形的长不可能为负数,所以长必定为5 cm。

8:将长或宽的值代入到关系表达式中。这样就算出了矩形另一条边的边长。

例如,如果你知道矩形的长为5 cm, 且边长之间的关系为

{\displaystyle w=l+2}

,可以将长的值5代入到表达式中:

{\displaystyle w=l+2}

{\displaystyle w=5+2}

{\displaystyle w=7}

9:列出勾股定理的公式。该公式是

{\displaystyle a^{2}+b^{2}=c^{2}}

,其中

{\displaystyle a}

{\displaystyle b}

是直角三角形直角边的边长,而

{\displaystyle c}

是直角三角形斜边的边长。

由于对角线将矩形切成了两个完全一样的直角三角形,所以你可以使用勾股定理。矩形的宽和长是三角形的直角边;对角线是三角形的斜边。

10:将宽和长代入到公式中。此时,长可以随意代入到a或b中,将宽代入另一个即可。

例如,如果你算出矩形的宽和长为5 cm和7 cm,代入后得到如下等式

{\displaystyle 5^{2}+7^{2}=c^{2}}

11:算出宽和长的平方,然后相加求和。记住,一个数的平方等于用这个数乘以自己。

例如:

{\displaystyle 5^{2}+7^{2}=c^{2}}

{\displaystyle 25+49=c^{2}}

{\displaystyle 74=c^{2}}

12:将等式两边开平方。最简单的计算平方根的方法是使用计算器。如果你没有科学计算器,可以使用在线计算器。这样可以算出

{\displaystyle c}

的值,即三角形的斜边,也就是矩形对角线的长度。

例如:

{\displaystyle 74=c^{2}}

{\displaystyle {\sqrt {74}}={\sqrt {c^{2}}}}

{\displaystyle 8.6024=c}

因此,宽比长要长2 cm,且面积为

{\displaystyle 35cm^{2}}

矩形,其对角线的长度约等于8.6 cm。

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