圆的弦长计算器
输入圆半径与弦心距(圆心到弦的距离),计算弦长;也支持由弦长反推弦心距。
什么是圆的弦长计算器?

垂径定理是圆几何的基本定理:垂直于弦的直径平分这条弦。由此得到弦长公式——半径 r、弦心距 d、半弦长构成直角三角形:半弦长 = √(r² − d²),弦长 = 2√(r² − d²)。
工程与制造中这个公式无处不在:计算圆形工件的切割余量、管道截面被液面截取的宽度、拱形结构的跨度。半径 10、弦心距 6 的圆,弦长 = 2√(100−36) = 16。
弦是连接圆上两点的线段,它的三个关键量——弦长 L、弦心距 d(圆心到弦的垂距)、半径 r——被垂径定理锁死在一个直角三角形里:圆心向弦作垂线必平分弦,于是 (L/2)² + d² = r²。知道任意两个量就能求第三个,这正是本工具的全部输入组合。
垂径定理是《几何原本》卷三的核心命题之一,也是中式古算的经典题材:《九章算术》「勾股」章的圆材埋壁题——「圆材埋在壁中,不知大小,以锯锯之,深一寸,锯道长一尺,问径几何」——用弦长与矢高求直径,与本工具的弦心距算法同源,两千年前已是标准考题。
工程中的典型应用是圆形开口的放样与检验:拱桥矢跨比设计、管道法兰孔位、圆形舞台的围栏长度、钟表刻度的等分布置,都要在「半径—弦长—弦心距」三角中换算。配合圆周角计算器,还能进一步把弦长与任意圆周角联系起来:L = 2r·sin(θ/2),其中 θ 为弦所对的圆心角。
弦长 = 2√(r² − d²);弦心距 d = √(r² − (L/2)²);其中 r 为半径,d 为弦心距,L 为弦长。
验证(半径 5、弦心距 3):L = 2√(25 − 9) = 2×4 = 8,即经典的 3-4-5 半弦直角三角形 ✓。直径情形(d = 0):L = 2√(r² − 0) = 2r,恰为直径 ✓。
| 弦的位置 | 弦心距 d | 弦长 L | 对应圆心角 |
|---|---|---|---|
| 直径 | 0 | 2r | 180° |
| 半弦构成等边三角形 | r/2 | r√3 ≈ 1.732r | 120° |
| 半弦构成等腰直角三角形 | r/√2 ≈ 0.707r | r√2 ≈ 1.414r | 90° |
| 内接正六边形的边 | r√3/2 ≈ 0.866r | r | 60° |
| 极限:切线(无弦) | r | 0 | 0° |
如何使用圆的弦长计算器
- 1
选择计算模式:已知半径和弦心距求弦长,或已知半径和弦长求弦心距。
- 2
输入圆半径与对应已知量。
- 3
点击「计算」,查看结果与直角三角形验证。
计算示例
例 1半径 10,弦心距 6
弦长 = 2√(10² − 6²) = 2√64 = 16。这就是经典的 6-8-10 直角三角形的放大版。
例 2半径 13,弦长 24,求弦心距
半弦长 12,弦心距 = √(13² − 12²) = √25 = 5。5-12-13 勾股数再次出现。
例 3已知半径与弦心距求弦长
r = 10 cm、d = 6 cm:L = 2√(100 − 36) = 2×8 = 16 cm。半弦 8、弦心距 6、半径 10 构成 6-8-10 勾股数,结果整齐。
例 4已知半径与弦长反求弦心距
r = 13、L = 24:d = √(169 − 144) = √25 = 5。半弦 12、弦心距 5、半径 13 是另一组经典勾股数 5-12-13。
例 5锯圆材:矢高法求直径
一圆形木料锯口(弦)长 40 cm,锯深(矢高)8 cm。矢高 h = r − d,弦长 L = 40。由 (L/2)² = h(2r − h):400 = 8(2r − 8) → 2r = 58,直径 58 cm——这正是《九章算术》圆材埋壁题的现代版。
注意事项
弦心距为 0 时弦就是直径(最长弦),弦心距等于半径时弦退化为切点。
弦必须满足 L ≤ 2r(直径是弦的上限),输入超限时检查数据。
等弦对等弦心距:同圆中弦长相等则弦心距相等,反之亦然。
结合圆心角可用三角函数:弦长 = 2r·sin(θ/2),θ 为弦所对圆心角。
弦心距 d 的取值范围是 0 ≤ d < r:d = 0 时弦就是直径(最长弦),d 趋近 r 时弦长趋近 0;若输入 d > r 或 L > 2r,几何上不可能,工具会给出提示。
「矢高」(弦到弧的垂直距离 h = r − d)与弦心距互补:建筑拱券、镜片弦径测量常给矢高而非弦心距,换算后代入即可,本工具支持两种输入方式。
同一圆中,弦越长弦心距越短,且等弦必等弦心距、等弦心距必等弦——这个一一对应关系是证明题中转化条件的常用桥梁。
常见问题
参考资料
凯文内容作者Calcton 数学编辑组 口径审核Calcton 编辑组 交叉审核· 内容更新于 2026-04-29
负责 Calcton 的公式核对与内容撰写:每个工具的公式都注明出处,示例数字经过程序复算,健康与判定标准一律采用国际口径。
Calcton 数学编辑组:标准教科书(高中至大学低年级)与常用数学手册的公式口径。
引用本页
GB/T 7714 格式
Calcton. 圆的弦长计算器[EB/OL]. https://www.calcton.com/circle-chord, 2026-04-29.
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参考来源与更新说明
本页公式与判定标准参考以下权威资料:
- Wikipedia — Chord (geometry)(弦:性质与公式)
- Euclid, Elements Book III(几何原本卷三:圆论诸命题)
- Wikipedia — 九章算术(圆材埋壁与勾股章)
最后更新:2026-04-29。
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