python入门到脱坑经典案例—计算三角形的面积
itomcoil 2025-08-05 18:55 2 浏览
下面为大家详细讲解如何用 Python 计算三角形面积。我们会从最基础的数学公式开始,逐步深入编程实现,并涵盖多个实用版本。以下是完整的教学指南:
1. 数学原理回顾
三角形面积公式:
面积 = (底边长度 × 高) / 2
或使用海伦公式(已知三边长度):
s = (a+b+c)/2
面积 = √[s(s-a)(s-b)(s-c)]
2. 基础版本(已知底和高)
# 输入底和高
base = float(input("请输入底边长度:"))
height = float(input("请输入高度:"))
# 计算面积
area = (base * height) / 2
# 输出结果
print(f"三角形面积为:{area:.2f}") # :.2f表示保留两位小数
关键点说明:
- 必须将输入的字符串转换为数值类型(float)
- 公式中的除法用 / 而非 //(保证小数结果)
- :.2f 是格式化字符串,控制小数位数
3. 海伦公式版本(已知三边)
import math # 导入数学模块
a = float(input("请输入第一条边长:"))
b = float(input("请输入第二条边长:"))
c = float(input("请输入第三条边长:"))
# 验证三角形合法性
if a + b > c and a + c > b and b + c > a:
s = (a + b + c) / 2
area = math.sqrt(s * (s - a) * (s - b) * (s - c))
print(f"三角形面积为:{area:.2f}")
else:
print("错误:这三边不能构成三角形!")
新增概念:
- import math:导入Python数学库
- math.sqrt():开平方函数
- 三角形两边之和必须大于第三边
4. 函数封装版本
def calculate_triangle_area(base=0, height=0, sides=None):
"""计算三角形面积的函数
Args:
base: 底边长度
height: 高度
sides: 包含三边长的列表(如[3,4,5])
"""
if height and base: # 已知底和高
return (base * height) / 2
elif sides and len(sides) == 3: # 已知三边
a, b, c = sides
s = sum(sides) / 2
return math.sqrt(s * (s - a) * (s - b) * (s - c))
else:
raise ValueError("参数不完整")
# 使用示例
print(calculate_triangle_area(base=5, height=4)) # 输出10.0
print(calculate_triangle_area(sides=[3, 4, 5])) # 输出6.0
代码亮点:
- 支持两种计算方式
- 参数默认值设置
- 使用 raise 抛出错误
- 详细的函数文档字符串
5. 图形化版本(使用turtle库)
import turtle
def draw_and_calculate(a, b, angle):
"""绘制三角形并计算面积(已知两边及夹角)"""
# 转换为弧度
rad = math.radians(angle)
# 计算面积 (公式:1/2 * a * b * sin(θ))
area = 0.5 * a * b * math.sin(rad)
# 绘制图形
t = turtle.Turtle()
t.forward(a * 20) # 放大20倍显示
t.left(180 - angle)
t.forward(b * 20)
t.home()
print(f"三角形面积:{area:.2f}")
turtle.done()
# 示例:两边长5和4,夹角30度
draw_and_calculate(5, 4, 30)
可视化效果:
- 自动绘制三角形图形
- 使用三角函数公式 1/2 * a * b * sin(θ)
6. 异常处理增强版
while True:
try:
method = input("请选择计算方式(1-底高法 2-三边法):")
if method == "1":
base = float(input("底边长度:"))
height = float(input("高度:"))
print(f"面积:{(base * height) / 2:.2f}")
break
elif method == "2":
sides = list(map(float, input("输入三边(空格分隔):").split()))
if len(sides) != 3:
raise ValueError
s = sum(sides) / 2
print(f"面积:{math.sqrt(s * (s - sides[0]) * (s - sides[1]) * (s - sides[2])):.2f}")
break
else:
print("请输入1或2!")
except ValueError:
print("输入无效,请重新输入数字!")
交互功能:
- 菜单选择计算方式
- 循环直到获得有效输入
- 自动验证数据合法性
7. 知识扩展
(1)其他面积计算公式
- 已知两边及夹角:area = 0.5 * a * b * sin(θ)
- 坐标法:已知三个顶点坐标 (x1,y1), (x2,y2), (x3,y3)
- area = abs((x1*(y2-y3) + x2*(y3-y1) + x3*(y1-y2)) / 2
(2)重要编程概念
- 类型转换:int(), float()
- 数学函数:math.sin(), math.radians()
- 列表操作:list(map()), split()
8. 综合练习
尝试实现以下功能:
- 编写能处理所有计算方式的综合程序
- 添加单位换算功能(如厘米转米)
- 创建能保存计算历史记录的版本
根据这个可以取写梯形的面积,如果不会照我这个抄写。
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