要在 Excel 中計算畢氏定理,可以在任何儲存格中輸入 =SQRT(A2^2+B2^2),其中 A2 與 B2 分別存放一個直角三角形的兩股長,該儲存格就會顯示斜邊長;若要求出缺少的一股,則輸入 =SQRT(C2^2-A2^2),其中 C2 是斜邊、A2 是已知的一股。畢氏定理指出,在任何一個直角三角形——也就是恰好含有一個 90° 角的三角形——中,斜邊的平方等於另外兩邊平方之和,寫成 a² + b² = c²。在 Excel 中,平方運算用插入符號(^)運算子完成,平方根則用 SQRT 函式完成,所以不需要任何增益集、VBA 巨集或輔助欄位。大多數人會把兩個已知邊長放進相鄰的儲存格,把公式放進第三個儲存格,再一次往下複製,套用到一長串三角形上。這種做法對少量數值來說沒問題,但一旦還想要面積、周長,以及兩個銳角,試算表就開始需要額外的欄位。Pythagorean Theorem Calculator完全省去了這種設定工作,只要在輸入框中填入兩個已知邊長,就能一次得到所有相關的數值。

試算表中的畢氏公式
每個直角三角形都有三個邊,透過 a² + b² = c² 互相關聯。兩條較短的邊稱為股,會在 90° 角處相交,最長的一邊,也就是斜邊,則位於這個角的對面。只要知道這三個邊長中的任兩個,第三個就固定下來,這也是為什麼這個定理在試算表中特別好用:輸入兩個數值、寫一條公式,第三個邊長就出現了。插入符號是 Excel 的指數運算子,所以 A2^2 會將儲存格 A2 中的值平方,A2^3 則會將其立方。SQRT 取的是非負平方根,這正是我們需要的,因為邊長不可能是負數。合在一起,=SQRT(A2^2+B2^2) 完全對應教科書中的重新排列 c = √(a² + b²),而且從 2007 年之後的任何一個 Excel 版本,計算結果都相同。除非要一次處理大量三角形,否則不需要較舊的 SUMSQ 替代寫法,也不需要任何自訂函式。
建立求斜邊的 Excel 公式
對於兩股都已知的三角形,只要把兩個數字放進相鄰的儲存格,剩下的交給 Excel 處理即可。
- 點選儲存格 A1,輸入Leg 1。點選儲存格 B1,輸入Leg 2。點選儲存格 C1,輸入Hypotenuse。
- 在儲存格 A2 輸入第一股,例如3。在儲存格 B2 輸入第二股,例如4。
- 點選儲存格 C2,輸入 =SQRT(A2^2+B2^2)。
- 按下 Enter 鍵。儲存格 C2 應該會顯示5,因為 √(3² + 4²) = √(9 + 16) = √25 = 5。
- 若要把同一條公式套用到整份清單,選取儲存格 C2,抓住儲存格右下角的小方塊,往下拖曳,涵蓋 A 欄與 B 欄中其餘各列的邊長。
- 如果結果顯示的小數位數太多或太少,在結果儲存格上按右鍵,選擇 Format Cells,再選擇一種保留兩位或三位小數的 Number 格式。
這一行公式適用於任何一組正數的兩股,而且只要任一個輸入值改變,就會立刻更新結果。它本質上就是把公式 c = √(a² + b²) 收進一個試算表儲存格中,而這正是畢氏定理所需要的。如果某一股輸入時附帶單位,例如公尺,斜邊會自動繼承相同的單位。
用重新排列的公式求缺少的一股
當斜邊與其中一股已經已知時,同一個定理可以重新排列成 b = √(c² − a²)。在 Excel 中,替換方式很直接:保留相同的插入符號與 SQRT 寫法,只是相減的動作要在平方根之前完成。把斜邊放進一個儲存格,已知的一股放進另一個儲存格,然後在一個空白儲存格中輸入 =SQRT(A2^2-B2^2)。由於斜邊永遠是最長的一邊,c² − a² 必須算出正數;如果不是,Excel 會回傳 #NUM! 錯誤,這是試算表用來表示「不存在這樣的直角三角形」的方式。像標記不合理輸入這種內建檢查,正是試算表原始公式除了錯誤代碼之外無法提供更多指引的地方,因此使用者通常會另外加一個 IF 儲存格,在計算之前先驗證輸入值。
改用瀏覽器版計算機
Excel 能俐落地處理一整欄的三角形,但一旦還需要面積、周長與銳角,試算表就會一欄接一欄地增加。專用的直角三角形求解工具能避免這種帳目管理。Pythagorean Theorem Calculator 在瀏覽器中執行同樣的 a² + b² = c² 規則,因此兩個已知邊只需輸入一次,缺少的邊、面積(½ · a · b)、周長(a + b + c),以及兩個銳角,就會一併顯示出來。運算完全在本機進行,不會上傳任何內容,而且運算過程——例如 c = √(a² + b²)——會顯示在結果旁邊,讓你能逐步檢視,而不是盲目信任。對於一份作業題目、一次快速的繪圖檢查,或任何一次性的量測工作而言,這種方式往往比排列儲存格更快。
Pythagorean Theorem Calculator 的運作方式
只需三個簡短步驟,就能涵蓋這個定理能套用到三角形上的每一種情況。
- 選擇目標是求斜邊(由兩股求得)還是求缺少的一股(由斜邊與一股求得)。
- 把已知的兩個邊長輸入畫面上的兩個輸入框。
- 立即讀取缺少的邊長,連同面積、周長與兩個銳角,這些數值都會隨著輸入值的變動即時更新。
由於斜邊永遠是最長的一邊,這個計算機會拒絕輸入的斜邊比其中一股還短的情況;這與 Excel 的 #NUM! 錯誤是同一種邏輯,只是改用平白易懂的文字提示。數字會四捨五入到便於閱讀的小數位數,同時保留足夠的精確度,讓精確的畢氏三元數——3-4-5、5-12-13、8-15-17——能算出整數結果,這也是確認這個工具運作正常的可靠方法。
除了缺少的邊之外,計算機還會回報什麼
只要三個邊長都已確定,計算機就會自動補齊三角形的其餘資訊。面積由 ½ · a · b 給出,因為兩股同時充當底邊與高。周長就是 a + b + c,也就是三邊的總和。兩個銳角都是用反正切函式算出,並且永遠相加等於 90°,這正是一項內建的合理性檢查:如果並非如此,代表這個三角形本身不是直角三角形,定理也就不適用。每個數值只要一輸入就會立即更新,因此可以快速嘗試不同的輸入組合,不需要清除儲存格或重新輸入公式。這讓這個工具成為一個實用的直角三角形求解工具,適用於作業、繪圖與日常量測,而不只是一個單一用途的斜邊計算器。
值得記住的常見畢氏三元數
有些邊長組合能完全滿足 a² + b² = c²、完全不需要四捨五入,這些組合稱為畢氏三元數。在結果中認出它們,是快速確認公式運作正常的方法,而且它們在教科書與工地現場中不斷出現。
| 三元數 (a, b, c) | 驗證 | 出現的場合 |
|---|---|---|
| 3, 4, 5 | 9 + 16 = 25 | 經典的直角;建築工人用捲尺標出這個角 |
| 5, 12, 13 | 25 + 144 = 169 | 常見於學校題目與測量工作中 |
| 8, 15, 17 | 64 + 225 = 289 | 用於木工與屋頂結構施工 |
| 7, 24, 25 | 49 + 576 = 625 | 出現在導航與物理題目中 |
| 9, 40, 41 | 81 + 1600 = 1681 | 較少見,但依然精確 |
任何三元數的整數倍,依然是一個直角三角形。把 3-4-5 加倍會得到 6-8-10,變成三倍則得到 9-12-15,這些都能精確滿足 a² + b² = c²。在 Excel 中,這些組合是免費檢查新公式是否運作正確的方法;在計算機中,它們應該會顯示第三邊算出乾淨的整數,而不是很長的小數。這個定理在現實中的應用,遠遠超出幾何學的範圍:建築工人用它把牆面校正成直角,測量員用它把南北向與東西向的距離換算成直線距離,而座標幾何與遊戲開發中使用的距離公式,本質上就是用 x 與 y 寫出來的畢氏定理。就連沿對角線量測的電視螢幕尺寸,也是由寬與高構成的矩形的斜邊。
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