Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Kąty wielokąta

Kąta wielokąta
Definicja: Kąta wielokąta

Kątem wewnętrznym wielokątawielokąt (wielobok, n‑kąt, n‑bok)wielokąta (kątem wielokąta) nazywamy kątkątkąt, którego ramiona zawierają dwa sąsiednie boki wielokąta i dla którego istnieje otoczenie wierzchołka takie, że wszystkie punkty kąta zawarte w tym otoczeniu są punktami wielokąta.

Jeśli wszystkie kąty wielokąta są wypukłe, to wielokąt nazywamy wypukłym.

Przykład 1

Rozważmy pięciokąt wypukły ABCDE, taki jak na rysunku.

R1CFuLejnDVzB
Wielokąt wypukły.
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Zauważmy, że w każdym z kątów wielokąta ABCDE zawiera się cały ten wielokąt. Własność zawierania się danego wielokąta w każdym z jego kątów wewnętrznych jest charakterystyczna dla wielokątów wypukłych. Rozważmy teraz pięciokąt ABCDE, który nie jest figurą wypukłą, taki jak na rysunku.

RRCjUjSRUz5x4
Wielokąt wklęsły
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Zauważmy, że np. w kącie wewnętrznym EAB zawiera się cały ten wielokąt, ale już kąt wewnętrzny ABC zawiera tylko część danego wielokąta.

Kąta zewnętrznego wielokąta
Definicja: Kąta zewnętrznego wielokąta

Kątem zewnętrznym wielokąta wypukłego nazywamy każdy kąt przyległy do jego kąta wewnętrznego.

Suma miar kątów wielokąta

Zależność między liczbą wierzchołków wielokątawielokąt (wielobok, n‑kąt, n‑bok)wielokąta a sumą miar jego kątów wewnętrznych opisuje poniższe twierdzenie.

o sumie miar kątów wielokąta
Twierdzenie: o sumie miar kątów wielokąta

Suma miar kątów wewnętrznych wielokąta jest równa 180°·(n2), gdzie n oznacza liczbę boków wielokąta (nN, n>2).

Dowód:

Przyjmijmy oznaczenia takie, jak na rysunku.

RH4J9TM0CMJgJ
Rysunek do dowodu.
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Zauważmy, że z dowolnego wierzchołka możemy poprowadzić (n-3) przekątne (na rysunku poprowadzono przekątne z wierzchołka A1), w wyniku czego dokonujemy triangulacji danego wielokąta. Przekątne te dzielą wielokąt na (n-2) trójkąty. Suma miar kątów wszystkich tych trójkątów jest równa sumie miar kątów wielokąta. Ponieważ w każdym z trójkątów suma miar jest równa 180°, więc suma miar kątów wewnętrznych wielokąta jest równa 180°(n-2).

Miara kąta wielokąta foremnego

Wykorzystamy teraz tezę twierdzenia o sumie miar kątów wielokąta do wyznaczenia miary kąta wewnętrznego n- kątakątkąta foremnego.

wielokąta foremnego
Definicja: wielokąta foremnego

Wielokątem foremnym nazywamy taki wielokąt, którego wszystkie boki mają taką samą długość i kąty wewnętrzne są przystające (mają równe miary).

Ponieważ suma miar wszystkich kątów wewnętrznych dowolnego wielokąta jest równa 180°(n-2), gdzie n jest liczbą jego boków (wierzchołków), a kąty wielokąta foremnego są równe, zatem miara jednego kąta n- kąta foremnego jest równa:

1 n 180°(n-2)

Uzyskany wynik zapiszemy w postaci twierdzenia:

o mierze kąta wielokąta foremnego
Twierdzenie: o mierze kąta wielokąta foremnego

Miara kąta wewnętrznego n - kąta foremnego jest równa 180°360°n, gdzie n jest liczbą jego boków (wierzchołków).

Przykład 2

Rozwiążemy zadanie, w którym do zbudowania modelu prowadzącego do wyznaczenia szukanej liczby boków, wykorzystamy powyższe twierdzenie.

Zadanie

Miara kąta wewnętrznego n - kąta foremnego jest o 4° mniejsza od miary kąta wewnętrznego (n+3) - kąta foremnego. Oblicz n.

Rozwiązanie.

Miara kąta wewnętrznego n - kąta foremnego jest równa 180°-360°n, zatem  miara kąta wewnętrznego (n+3) - kąta foremnego jest równa 180°-360°n+3. Stąd i z treści zadania otrzymujemy równanie:

180°-360n+3=180°-360n+4°

Przekształcając dane równanie w sposób równoważny otrzymujemy kolejno

-360°n+3=-360°n+4°
-90n+3=-90n+1
90n+3nn+3-nnn+3=1
n2+3n-270=0

Pierwiastkami otrzymanego równania są liczby n1=15, n2=-18. Ale rozwiązanie musi być liczbą naturalną, więc n=15.

Słowniczek

kąt
kąt

część płaszczyzny ograniczona dwiema półprostymi o wspólnym początku; proste te nazywamy ramionami kąta, a ich początek nosi nazwę wierzchołka

wielokąt (wielobok, n‑kąt, n‑bok)
wielokąt (wielobok, n‑kąt, n‑bok)

płaska figura geometryczna ograniczona łamaną zwyczajną zamkniętą, wraz z tą łamaną