📐 臺灣法定面積換算 (坪 ↔ m²) KaTeX 嚴密推導

依據中華民國《度量衡法》、內政部《地籍測量實施規則》與土地建物登記基準

1. 基準物理定義 (Fundamental Physical Quantities)

公制公尺與臺灣傳統臺尺之法定換算標準:

$$1\text{ m} = 3.3\text{ 尺} \iff 1\text{ 尺} = \frac{10}{33}\text{ m}$$

依據「1 步四方為 1 坪(6 台尺 × 6 台尺 = 36 平方台尺)」之土地測量定義:

$$1\text{ 坪} = 6\text{ 尺} \times 6\text{ 尺} = 36\text{ 尺}^2$$

而 1 平方公尺化為臺尺之幾何面積為:

$$1\text{ m}^2 = (3.3\text{ 尺}) \times (3.3\text{ 尺}) = 10.89\text{ 尺}^2$$

2. 平方公尺 換算為 坪 (m² → 坪)

計算 1 平方公尺佔 1 坪(36 平方台尺)之比例:

$$\text{面積}_{(\text{坪})} = \text{面積}_{(\text{m}^2)} \times \frac{10.89\text{ 尺}^2}{36\text{ 尺}^2}$$ $$\frac{10.89}{36} = \frac{1089}{3600} = \frac{121}{400} = 0.3025$$
$$\boxed{\text{面積}_{(\text{坪})} = \text{面積}_{(\text{m}^2)} \times 0.3025}$$

因分母 400 之質因數僅有 2 與 5($400 = 2^4 \times 5^2$),於十進位制下可精確除盡為有限小數 0.3025,毫無捨入誤差。

3. 坪 換算為 平方公尺 (坪 → m²)

反向計算 1 坪內包含多少個 1 平方公尺(10.89 平方台尺):

$$\text{面積}_{(\text{m}^2)} = \text{面積}_{(\text{坪})} \times \frac{36\text{ 尺}^2}{10.89\text{ 尺}^2}$$ $$\frac{36}{10.89} = \frac{3600}{1089} = \mathbf{\frac{400}{121}}$$
$$\boxed{\text{面積}_{(\text{m}^2)} = \text{面積}_{(\text{坪})} \times \frac{400}{121} = \frac{\text{面積}_{(\text{坪})}}{0.3025} \approx \text{面積}_{(\text{坪})} \times 3.305785}$$

因分母 121($11^2$)無法在十進位整除,展開為循環小數 $3.\overline{30578512396694214876}$。為確保結構與土地產權零誤差,法定有理數恆等式為 $\mathbf{\frac{400}{121}}$。

4. 臺灣法定土地單位延伸體系 (Cadastral System)

$$1\text{ 分} = 293.4\text{ 坪} = 293.4 \times \frac{400}{121}\text{ m}^2 = \frac{117,360}{121}\text{ m}^2 \approx 969.9174\text{ m}^2$$ $$1\text{ 甲} = 2,934\text{ 坪} = 2,934 \times \frac{400}{121}\text{ m}^2 = \frac{1,173,600}{121}\text{ m}^2 \approx 9,699.1736\text{ m}^2$$ $$1\text{ 公頃 (ha)} = 10,000\text{ m}^2 = 10,000 \times 0.3025\text{ 坪} = 3,025\text{ 坪}$$

5. 即時雙向換算驗證 (Live Interactive Verifier)

精確有理值:1 坪 = 400/121 m² ≈ 3.305785 m²

6. 換算基準對照表 (Data Comparison Summary)

單位名稱 符號 臺尺基準式 公制精確有理數 十進位數值
平方公尺 $\text{m}^2$ $10.89\text{ 尺}^2$ $\frac{121}{400}\text{ 坪}$ $0.3025\text{ 坪}$ (精確整除)
坪 $\text{坪}$ $36\text{ 尺}^2$ $\mathbf{\frac{400}{121}\text{ m}^2}$ $\approx 3.305785\text{ m}^2$ (循環)
分 $\text{分}$ $10,562.4\text{ 尺}^2$ $\frac{117,360}{121}\text{ m}^2$ $\approx 969.9174\text{ m}^2$
甲 $\text{甲}$ $105,624\text{ 尺}^2$ $\frac{1,173,600}{121}\text{ m}^2$ $\approx 9,699.1736\text{ m}^2$
公頃 $\text{ha}$ $108,900\text{ 尺}^2$ $10,000\text{ m}^2$ $3,025\text{ 坪}$ (精確整除)