測量:周長、面積、表面積與體積

立體的展開圖

拿一個紙箱,沿著足夠多的邊小心地剪開,把它攤平而不撕破任何一個面。你得到的這個平面圖樣——箱子各個面相連、隨時可以折回去的排列——就是展開圖。每一個餅乾盒、每一個果汁盒、每一個紙模型,最初都是先印成平的展開圖,再折起來的。

正式地說,展開圖是由多面體的各個面沿邊相接、能折疊成該立體的平面(二維)圖形。一個正方體有 11 種不同的展開圖;一個正四角錐展開成一個正方形加上四個三角形的翼片;一個圓柱展開成一個矩形(它的側面)加上兩個圓(它的兩端)。展開圖把表面積變得具體:一個立體的表面積就是它展開圖的總面積,因為折疊並不會改變材料的多寡。

並非任何正確面的排列都能折成該立體——折線和相鄰關係必須吻合——所以展開圖是一個特定、合法的圖樣,而不是任意散布的面。儘管如此,展開圖仍是看出表面積公式為何長那樣的最有用工具:先攤平,把平面各塊加起來,公式就自然浮現。

一個半徑為 r、高為 h 的封閉圓柱,展開成兩個圓(每個面積為 pi·r^2)和一個寬為 2·pi·r(圓周長)、高為 h 的矩形,得到總表面積 2·pi·r^2 + 2·pi·r·h。

展開、量出平面各塊、相加——這就是表面積。

並非每一種正確面的擺法都是合法的展開圖;折疊時相接的邊必須吻合,所以正方體有 11 種展開圖,而非任意多種。

又称
unfolded soliddevelopment展開圖