長方台
長方台
長方台(cuboid frustum)是一種特殊的擬柱體,兩底面都是矩形,並且它們的對應邊平行的擬柱體稱為長方台。
兩底面是矩形、且對應邊平行的擬柱體叫 長方台。長方台在中國古代稱芻童、盤池、冥谷,並在《九章算術》中給出了它的體積計算公式,其公式是擬柱體體積公式的特例。
圖1中上底長(),寬();下底長(),寬();高(h)為已給,它的體枳公式是
![圖1](https://i1.twwiki.net/cover/w200/m4/4/m448da86bce55760a2574b398f1742a5b.jpg)
圖1
擬柱體 所有頂點都在兩個平行的平面內的多面體稱為“擬柱體”。其中平行的兩個多邊形面稱為擬柱體的底面,其餘的面(一般為三角形、平行四邊形或梯形)稱為擬柱體的側面,兩底面之間的距離稱為擬柱體的高,通過高的中點且平行於底面的截面稱為擬柱體的中截面。設分別為擬柱體兩底面和中截面的面積,h為它的高,則其體積是
稜柱、稜錐、稜台都可看作擬柱體的特殊情況,它們的體積公式可統一在擬柱體的體積公式中。同樣,長方台也是擬柱體,體積也可藉此公式計算。
【例1】鑄造一個長方台如圖,上,下底面是互相平行的矩形,相對側面與底面的夾角相等,已知,求該長方台的體積。
![圖2](https://i1.twwiki.net/cover/w200/m9/0/m900e634d1c928b3b5a842b5eba3abef5.jpg)
圖2
![圖3](https://i1.twwiki.net/cover/w200/m7/b/m7b6f303abf6db779299458e11484a134.jpg)
圖3
解法2 (用擬柱體計算體積的萬能公式)
長方台有錐體長方台和非錐體長方台之分,錐體長方台錐線匯交於一點,非錐體長方台又稱敞口矩形台,錐線不匯交一點,須分別求出各面放樣尺寸作出展開圖。下面分別加以介紹。
圖4所示為錐體長方台,已知尺寸為A、B、H及h。計算式:
![圖4(a)](https://i1.twwiki.net/cover/w200/m1/5/m150cbcc6ffeabdb9ccc4f5f02f99d829.jpg)
圖4(a)
![圖4(b)](https://i1.twwiki.net/cover/w200/m1/6/m16be08566de27d3a7614d04856ad0111.jpg)
圖4(b)
式中 a——矩形台頂口長邊;
b——頂口短邊。
圖5所示為矩形敞口台,已知尺寸為A、B、C、D、H及t。
![圖5(a)](https://i1.twwiki.net/cover/w200/m3/f/m3f20af1a41e2d989eb34952573972768.jpg)
圖5(a)
![圖5(b)](https://i1.twwiki.net/cover/w200/md/5/md5a056f958f46f88c124b8363a309994.jpg)
圖5(b)
計算式:
命題 今有芻童,下廣二丈,袤三丈;上廣三丈,袤四丈;高三丈,問:積幾何 ?
術曰:倍上袤,下袤從之;亦倍下袤,上袤從之;各以其廣乘之;並,以高若深乘之,皆六而一。
答曰:二萬六千五百尺。
(《九章算木 商功》第19題)
芻童,中算立體麥用名司,指長方台。
圖1中上底長(),寬();下底長(),寬();高(h)為已給,它的體枳公式是
![圖6](https://i1.twwiki.net/cover/w200/m5/e/m5eeb71c12b637f4ad30417d179d31183.jpg)
圖6
(劉徽注芻童術)