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正方形
✍ dations ◷ 2025-04-04 11:13:50 #正方形
在平面几何学中,正方形是四边相等且四个角是直角的四边形。正方形是正多边形的一种:正四边形。四个顶点为ABCD的正方形可以记为
◻
{displaystyle square }
ABCD。正方形是二维的超方形,也是二维的正轴形。正方形是正四边形,是特殊的矩形、对称四边形、平行四边形。其四个内角为直角。除了四边四角相等的性质,正方形还有以下性质:正方形的周长是它的边长的4倍。如果边长为a,那么周长
P
=
4
a
{displaystyle P=4a}
。正方形的面积是其边长的平方。如果边长为a,那么面积
A
=
a
2
{displaystyle A=a^{2}}
。如果我们知道正方形的对角线长d,那么我们也可以之计算面积
A
=
d
2
2
{displaystyle A={frac {d^{2}}{2}}}
,如果正方形边心距为r,外接圆半径是R,那么
A
=
4
r
2
{displaystyle A=4r^{2}}
。,
A
=
2
R
2
{displaystyle A=2R^{2}}
。若正方形的边长为整数,其面积就是一个完全平方数。在周长固定时,正方形的面积一定大于其他非正方形的四边形的面积。正方形是一种高度对称的平面图形,它关于两条对角线的交点中心对称(这个点又被称作正方形的中心)。它的对称轴有四条,分别是对边中点的连线以及两条对角线。保持正方形不变的变换有8种,包括全等变换,以正方形中心为中心、角度为90度、180度和270度的旋转,以及关于四条对称轴的反射。这八个变换组成了一个群,是二面体群中的一个,记作D4。公元前五世纪时,毕达哥拉斯学派最早证明了正方形的对角线长度与边长长度的比例:
2
{displaystyle {sqrt {2}}}
,是无法表示为两个自然数的公比的。用同一种多边形不重叠地将平面“铺满”,称为平面的正镶嵌图。正方形是能够组成平面的正镶嵌图的三种正多边形之一(另外两种分别是正三角形和正六边形)。
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