زاویه های داخلی و خارجی در چند ضلعی ها

زاویه های خارجی و داخلی مثلث ها و شکل های منتظم

مجموع زاویه های یک مثلث

1. چند مثلث دلخواه رسم کن. زاویه های هر مثلث را اندازه بگیر و جمع کن. مجموع چقدر می شود؟ آیا فکر می کنی مجموع زاویه ها همیشه یک عدد است؟

2. با یک آزمایش ساده می توان اندازه ی مجموع زاویه های مثلث را به دست آورد 

یک مثلث رسم کن و زاویه ها را علامت گذاری کن.

 

زاویه ها را از مثلث جدا کن. (پاره کن و یا ببر)

 یک خط راست رسم کن و یک نقطه ی مرکزی روی خط علامت بگذار. زاویه ها را روی خط و نقطه بچین.

زاویه ها باهم یک خط راست می سازند که همیشه 180 درجه است. به این سادگی می توان ثابت کرد که مجموع زاویه های یک مثلث  180ºاست.

  

مثال:

در مثلث روبرو اندازه ی زاویه ی  vرا حساب کنید.

در این مثلث یک زاویه 90 است. می دانیم که مجموع زاویه ها نیز  180ºاست. پس می توان فرمول زیر را نوشت:

 v = 180 - 90 - 60 و

یا  v = 90 - 60

پس v = 30

روابط بین ضلع ها

در مثلث مجموع هر دو ضلع، بزرگتر از ضلع سوم است. در مثلث هر ضلع، بزرگتر از تفاضل بین دو ضلع دیگر است. 

روابط بین زوایا

• مجموع زاویه های داخلی مثلث 180 درجه است.
• مجموع زاویه های خارجی مثلث 360 درجه است.
• هر زاویه خارجی برابر مجموع دو زاویه داخلی مجاور آن است.

روابط بین ضلع ها و زوایا

• در مثلث زاویه مقابل به ضلع بزرگتر از زاویه مقابل به ضلع کوچکتر بزرگتر است. ضلع مقابل به زاویه بزرگتر از ضلع مقابل به زاویه کوچکتر بزرگتر است. زوایای مقابل به اضلاع برابر برابرند و برعکس. هر مثلث متساوی الساقین متقارین است. عمود از رأس به قاعده مثلث متساوی الساقین قاعده و زاویه رأس آن را نصف می کند. زوایای قاعده مثلث متساوی الستقین برابرند.
• در مثلث قائم الزاویه زوایای حاده متمم اند. در مثلث قائم الزاویه متساوی الساقین، زوایای قاعده 45 درجه اند.
• در مثلث متساوی الاضلاع تمام زوایای داخلی برابرند، هر یک 60 درجه است.
• مثلثهای متساوی الاضلاع سه محور تقارن دارند.
• اگر یکی از زوایای مثلث قائم الزاویه ای 30 درجه باشد، ضلع مقابه به آن نصف وتر است.

 

چند ضلعی منتظم:

چند ضلعی که همه ضلع های آن با هم و همه زاویه های آن نیز با هم برابر باشند را چند ضلعی منتظم می نامیم . مثلث متساوی الاضلاع و مربع نمونه هایی از چند ضلعی منتظم می باشند.

مجموع زاویه های یک سه ضلعی منتظم(مثلث متساوی الاضلاع)

هر زاویه مثلث متساوی الاضلاع 60 درجه و مجموع آنه 180 است.

مجموع زاویه های یک چهار ضلعی منتظم(مربع)

با رسم کردن قطر یک چهار ضلعی ، ان را به دو مثلث قائم الزاویه مساوی تقسیم می کنیم. مجموع زاویه های هر مثلث 180 است. چون دو مثلث داریم پس مجموع این دو مثلث برابر با مجموع زاویه های چهار ضلعی است.   180 + 180 = 360

 

 

مجموع زاویه های پنج ضلعی منتظم:

یک 5 ضلعی را می توان به 3 مثلث تقسیم کرد. مجموع زاویه های هر مثلث  180 است.

پس مجموع زاویه های 5 ضلعی 540 =180× 3

 

 

نتیجه:

از جدول زیر می توان نتیجه گرفت. همیشه تعداد مثلثها از تعداد اضلاع 2 تا کمتر است.

n	...	7	6	5	4	3	تعداد ضلع چندضلعی منتظم
n-2	...	5	4	3	2	1	تعداد مثلث داخل چند ضلعی منتظم

توجه داشته باشید که با هر ضلع که اضافه می شود می بایست یک مثلث یا 180 درجه به مجموع زاویه ها اضافه کنیم. می توان یک فرمول کلی برای مجموع زاویه های چند ضلعی نوشت که در آن nتعداد ضلع ها است:

مجموع زاویه ها = 180×(n-2)

اندازه ی هر زاویه:

=n

÷

180

×

(n-2)

چند ضلعی ها

انواع چندضلعی ها و تعاریف آنها

• چند ضلعی (polygon) : به شکل دو بعدی در صفحه که با مسیری بسته شامل تعداد متناهی خطوط راست محیط شده باشند، چند ضلعی گفته می شود.

چند ضلعی ها به دو دسته اصلی ساده و خود متقاطع(پیچیده) تقسیم می شوند.

• • چند ضلعی ساده (simple) : چند ضلعی که اضلاع آن یکدیگر را قطع نمی کنند، مگر در راس ها که دو ضلع به هم می رسند. چند ضلعی های ساده به دو دسته محدب (کوژ) و مقعر (کاو) تقسیم می شوند.

• • چند ضلعی محدب (convex) : چند ضلعی که از هر دو نقطه دلخواه درون آن پاره خطی به هم وصل کنیم ، آن پاره خط از داخل چند ضلعی عبورمی کند. یا به عبارت دیگر چند ضلعی  که هیچ یک از زاویه های آن بیشتر از 180 درجه نباشد.

• • چند ضلعی مقعر (concave) : به چند ضلعی های غیر محدب ساده چند ضلعی مقعر می گویند یا به عبارت دیگر چند ضلعی های ساده ای که زاویه بیش از 180 درجه داشته باشند مقعر گفته می شود.

چند ضلعی نامحدب (non-convex) : چند ضلعی که دو نقطه درون آن بیابیم که پاره خط واصل این دو نقطه در خارج از چند ضلعی عبور کند ، یک چند ضلعی نامحدب می باشد.(دقت کنید که یک چند ضلعی نا محدب هم می تواند ساده باشد و هم خود متقاطع )

• • چند ضلعی خود متقاطع یا پیچیده (self-intersecting or complex) : اضلاع چند ضلعی یکدیگر را در محلی غیر از راس ها قطع می کنند . این محل های تقاطع راس به حساب نمی آیند.

• • چند ضلعی های ستاره ای (star polygon) : چند ضلعی های متقاطع که دارای اضلاع متساوی هستند.

• چند ضلعی های متساوی الاضلاع (Equilateral) : چند ضلعی هایی که اضلاع متساوی دارند. (چند ضلعی های نامحدب متساوی الاضلاع 5 یا بیش از 5 ضلع دارند.)

• چند ضلعی های متساوی الزوایا (Equiangular) : تمام زوایای داخلی راس ها با هم برابرند.

• چند ضلعی های محاطی (cyclic) : راس ها بر روی محیط یک دایره واحد قرار دارند.(دایره محیطی نامیده می شود.)

• چند ضلعی محیطی یا مماسی (Tangential) : همه اضلاع بر دایره محاطی مماس اند.

• چند ضلعی های منتظم (Regular) : چهار ضلعی محاطی که متساوی الاضلاع باشد منتظم است. به عبارت دیگر چند ضلعی که اضلاع آن با هم و زاویه های آن با هم برابرند.

الف) چند ضلعی منتظم محدب    ب) چند ضلعی منتظم پیچیده

• چند ضلعی های راست : چند ضلعی هایی که گوشه های راست داشته باشند. یعنی تمتم زاویه های داخلی آنها 90 یا 270 درجه باشد.