1. Definicja wielokąta foremnego
Wielokąt foremny ma wszystkie boki równe i wszystkie kąty wewnętrzne równe. Ma środek symetrii obrotowej, a odcinki łączące środek z wierzchołkami dzielą go na przystające trójkąty.
2. Suma kątów wewnętrznych
Każdy \(n\)-kąt można podzielić przekątnymi wychodzącymi z jednego wierzchołka na \(n-2\) trójkąty:
3. Kąt wewnętrzny i zewnętrzny
Kąt wewnętrzny i odpowiadający mu zewnętrzny sumują się do \(180^\circ\).
4. Liczba przekątnych
Z każdego wierzchołka wychodzi \(n-3\) przekątnych, ale każdą liczymy dwukrotnie:
5. Okrąg wpisany i opisany
Środek wielokąta foremnego jest jednocześnie środkiem okręgu wpisanego i opisanego. Promień okręgu wpisanego \(r\) jest apotemą, czyli wysokością jednego z trójkątów środkowych.
6. Pole wielokąta foremnego
Dzielimy wielokąt na \(n\) przystających trójkątów o podstawie \(a\) i wysokości \(r\). Wysokość ta jest apotemą i jednocześnie promieniem okręgu wpisanego.
Druga postać wzoru wynika z tego, że obwód \(O=na\). Przed podstawieniem sprawdź, czy podany promień jest promieniem okręgu wpisanego, czy opisanego.
7. Sześciokąt foremny
Sześciokąt foremny dzieli się na sześć trójkątów równobocznych. Dla boku \(a=4\):
Promień okręgu opisanego jest równy bokowi: \(R=a\).
8. Wyznaczanie liczby boków
Kąt zewnętrzny wielokąta foremnego ma \(45^\circ\). Z równania \(\frac{360^\circ}{n}=45^\circ\) otrzymujemy \(n=8\). Kąt wewnętrzny wynosi \(135^\circ\).
9. Typowe błędy
- Mylenie sumy kątów z miarą jednego kąta.
- Liczenie każdej przekątnej dwa razy.
- Mylenie apotemy z promieniem okręgu opisanego.
- Zakładanie foremności tylko na podstawie równych boków.
10. Ćwiczenia
- Oblicz sumę kątów pięciokąta.
- Oblicz kąt wewnętrzny ośmiokąta foremnego.
- Ile przekątnych ma dziesięciokąt?
- Wielokąt foremny ma kąt zewnętrzny \(30^\circ\). Ile ma boków?
Odpowiedzi
\(540^\circ\); \(135^\circ\); \(35\); \(12\).
11. Podsumowanie
Foremność oznacza jednocześnie równość boków i kątów. Podział na trójkąty środkowe ułatwia obliczanie pól, promieni i kątów.