表面積公式的所有內容
表面積公式表
我們把常見立體形狀的表面積公式整理成一張表格。表格的最後一欄放了一個已經算好的例子,方便你對照著看。圓周率我們按照國小的規定,使用 3.14。
| 立體 | 表面積公式 | 例子 | 幾年級學 |
|---|---|---|---|
| 正方體 | 邊長 × 邊長 × 6 | 邊長 4 公分:96 平方公分 | 五年級 |
| 長方體 | (長 × 寬 + 長 × 高 + 寬 × 高) × 2 | 長 6、寬 3、高 2 公分:72 平方公分 | 五年級 |
| 三角柱 | 三角形面積 × 2 + 三邊長的和 × 高 | 底面三邊 6、8、10 公分的直角三角形,柱高 5 公分:168 平方公分 | 六年級 |
| 圓柱 | 圓柱體總表面面積公式:半徑 × 半徑 × 3.14 × 2 + 直徑 × 3.14 × 高 | 半徑 1 公分、高 4 公分:31.4 平方公分 | 六年級 |
| 圓錐 | 圓錐體面積公式:半徑 × 半徑 × 3.14 + 半徑 × 斜高 × 3.14 | 半徑 2 公分、斜高 6 公分:50.24 平方公分 | 國中九年級 |
| 正四角錐 | 底面正方形 + 4 個側面三角形 | 底面邊長 6 公分、側面三角形的高 5 公分:96 平方公分 | 國中九年級 |
| 球 | 球體表面積公式:4 × 半徑 × 半徑 × 3.14 | 半徑 2 公分:50.24 平方公分 | 國小國中都不教,屬於延伸 |
五年級學長方體表面積時,課綱只要求會計算就好,不用硬背公式。你只要知道長方體的六個面是兩兩一樣大的,就能自己算出來。
為什麼要看展開圖:長方體的例子
如果把一個長 6 公分、寬 3 公分、高 2 公分的紙盒沿著邊剪開並攤平,你會得到六個長方形。上下兩個面是 6 × 3,前後兩個面是 6 × 2,左右兩個面是 3 × 2。因為每種形狀的面各有兩個,所以只要把三種不同的面積加起來,再乘 2,就是這個紙盒的表面積。
圓柱和圓錐也是一樣的道理。圓柱攤開後是兩個圓加一個長方形,圓錐攤開後是一個圓加一個扇形。只要畫得出展開圖,就不用死記公式。
長方體的表面積怎麼從展開圖算出來,完整的說明和例題在長方體表面積公式。
表面積例題
這三題都是考試常考的問題:少了一個面、兩個立體黏在一起,還有底面不是長方形的柱體。
例 1一個沒有蓋子的長方體紙盒,長 10 公分、寬 8 公分、高 5 公分,需要多少平方公分的紙?
- 沒有蓋子,底面只有一個:10 × 8 = 80(平方公分)
- 前後兩面:10 × 5 × 2 = 100(平方公分)
- 左右兩面:8 × 5 × 2 = 80(平方公分)
- 合起來:80 + 100 + 80 = 260(平方公分)
答:260 平方公分
例 2把兩個邊長 2 公分的正方體黏在一起,變成一個長方體。請問這個新長方體的表面積是多少?
- 先算一個正方體。正方體有 6 個面,每個面都是正方形。一個面的面積是 2 × 2,所以一個正方體的表面積是 2 × 2 × 6 = 24(平方公分)。如果有兩個正方體,總共就是 48 平方公分。
- 當兩個正方體黏在一起時,中間接觸的地方會被蓋住。每個正方體各少了一個面,所以總共少了兩個面。這兩個面的面積加起來是 2 × 2 × 2 = 8(平方公分)。
- 現在把原本總共的表面面積,減去被蓋住的那部分。表面積就是 48 − 8 = 40(平方公分)。
- 我們來檢查一下。黏好後變成一個長方體,它的長是 4 公分、寬是 2 公分、高是 2 公分。用長方體表面積公式算:(4 × 2 + 4 × 2 + 2 × 2) × 2 = 40。答案一樣,所以是對的。
答:40 平方公分
例 3有一個柱體,它的底面是一個平行四邊形。平行四邊形就像把正方形往旁邊推歪了,對面的兩條邊是平行的。這個底面的底邊長 5 公分、斜邊長 4 公分、高是 3 公分。柱體的高度是 10 公分。請問這個柱體的表面積是多少?
- 一個底面:5 × 3 = 15(平方公分),兩個是 30 平方公分
- 底面周長要用邊長,不能用高:(5 + 4) × 2 = 18(公分)
- 側面像圍裙一樣包在四周,它的大小等於底面周長乘以高。所以算式是 18 × 10 = 180(平方公分)。
- 表面積:30 + 180 = 210(平方公分)
答:210 平方公分
表面積公式:正方體、長方體、柱體、三角柱
表面積就是把立體圖形外面所有的面加起來算面積。你可以想像把紙盒子拆開,攤在桌上變成一張扁扁的圖,算那張圖的面積就對了。有人會搜尋正方形表面積,但正方形是平平的,只有面積,沒有表面積。通常大家想找的,其實是正方體的表面積。
五年級會算正方體和長方體的表面積,課綱的說法是會算就好、不用背成公式;六年級學柱體時會算底面是圓、長方形、直角三角形或平行四邊形的柱體表面積;更完整的表面積到國中九年級才學。圓柱的算法和例題可以看圓柱體總表面面積公式。
正方體、長方體和三角柱的表面積例題
算表面積時,可以先畫出展開圖,把每一個面的長和寬都標出來,這樣比較不會漏算。
例 1正方體的一邊是 3 公分,表面積是多少?
- 一個面:3 × 3 = 9(平方公分)
- 六個面:9 × 6 = 54(平方公分)
答:54 平方公分
例 2有一個長方體,它的長是 5 公分、寬是 4 公分、高是 3 公分。請問它的表面積是多少?
- 長方體有三種不同的面。第一種面的面積是 5 × 4 = 20,第二種是 5 × 3 = 15,第三種是 4 × 3 = 12。這些數字的單位都是平方公分。
- 長方體相對的兩個面是一樣大的,所以每種面都有兩個。我們把三種面的面積加起來,再乘以 2,算式是 (20 + 15 + 12) × 2 = 94。總表面積就是 94 平方公分。
答:94 平方公分
例 3有一個三角柱,它的底面是一個直角三角形,三邊的長度分別是 3 公分、4 公分和 5 公分。這個三角柱的高度是 10 公分。請問它的表面積是多少?
- 底面是一個直角三角形,也就是有一個角像書本角一樣方方正正的三角形。在這種三角形裡,兩條比較短的邊就可以當作底和高。我們用 3 × 4 ÷ 2 = 6,算出底面的面積是 6 平方公分。
- 三角柱上面和下面各有一個一樣大的底面,所以有兩個底面。我們用 6 × 2 = 12,算出上下兩個底面的總面積是 12 平方公分。
- 把側面攤開來,它變成一個長方形。長方形的長是 3 + 4 + 5,寬是 10,所以面積是 (3 + 4 + 5) × 10 = 120(平方公分)
- 把底面和側面的面積加起來,就是整個立體圖形的表面積:12 + 120 = 132(平方公分)
答:132 平方公分
例 4有一個圓柱,它的底面半徑是 2 公分,高是 5 公分,請問它的表面積是多少?
- 先算兩個圓形底面的面積。半徑是 2 公分,一個圓的面積是 2 × 2 × 3.14,因為有上、下兩個圓,所以要再乘以 2,總共是 2 × 2 × 3.14 × 2 = 25.12(平方公分)
- 側面:直徑 4 公分,4 × 3.14 × 5 = 62.8(平方公分)
- 最後把兩個底面和側面的面積加起來,就是圓柱的表面積:25.12 + 62.8 = 87.92(平方公分)
答:87.92 平方公分
圓錐和三角錐的表面積
國小五年級只認識圓錐和角長得像什麼,還有它們攤開來的樣子。要算錐體的表面積,要等到國中九年級才學。錐體的表面積算法一樣,就是底面面積加上所有側面面積。
把圓錐的側面攤開,會變成一個扇形。這個扇形的半徑,就是從尖端沿著側面量到底邊的長度,叫做斜高。算出扇形的面積,就會得到側面積 = 底面半徑 × 斜高 × 3.14。更多說明在圓錐體面積公式。
表面積常見錯誤
表面積算錯,通常不是乘法不會算,而是數錯了面的數量,或者量錯了長度。下面幾種情況在考卷上最常出現。
- 漏算面:長方體的每一種面都有兩個,最後要記得乘 2。不過,如果題目說沒有蓋子,或者兩頭是空的,就要記得少算那些面。
- 算底面周長時,不小心把高也算進去了。拿平行四邊形柱來說,如果把高 3 公分當成底面的一條邊來算,周長會錯算成 (5 + 3) × 2 = 16,這樣側面就會少了 20 平方公分。
- 兩個立體黏在一起時,不能直接把兩個表面積加起來。因為黏住的那個面已經藏在裡面,不在外面了,所以要把它扣掉。
- 單位寫成了立方公分:表面積算的是面積,單位應該是平方公分;如果你想知道體積怎麼算,可以看體積公式。
外積面積公式是什麼
有人會搜尋「外積面積公式」。如果你想找的是立體外面那一層的面積,那就是這頁講的表面積。
「外積」其實是高中二年級學空間向量時的一個名詞,它是兩個向量的一種乘法,高中會用它算平行四邊形和三角形的面積,這和國小的表面積不是同一件事。想了解可以看向量面積公式。
表面積練習:試做 5 題
五年級「大面積、公噸、體積」關卡裡有正方體表面積的題目,也會混著大面積的單位換算;「柱體和錐體」關卡練的是面和面的關係,還有頂點、邊的數量,這對畫展開圖很有幫助。
準備好就開始,一共 5 題。
常見問題
表面積怎麼算?
算表面積時,我們先把立體像拆禮物包裝紙一樣攤開成平面圖。然後用面積公式算出每一個面的大小,最後把這些數字全部加起來。舉個例子,有一個長 6、寬 3、高 2 公分的長方體。它有三種不一樣的面,面積分別是 18、12、6 平方公分。因為長方體相對的面長得一樣,所以這三種面各有兩個。把它們加起來,表面積就是 72 平方公分。
表面積和體積差在哪裡?
表面積和體積不一樣。表面積是量外面包一層要多少紙,單位是平方公分;體積是量裡面佔了多少空間,單位是立方公分。拿一個邊長 4 公分的正方體來比較,它的表面積是 96 平方公分,但體積是 64 立方公分。雖然數字看起來有點像,意思卻完全不同。
表面積幾年級學?
在學校裡,我們分階段學表面積。五年級會算正方體和長方體的表面積。到了六年級,會學更複雜的形狀,像三角柱、四角柱和圓柱。至於圓錐和角錐的表面積,要等到國中九年級才會學。還有球的表面積,在國小和國中都不教。