内容正文:
20.1.2 多边形及其内角和
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1. 理解多边形、正多边形的概念,掌握多边形的边、顶点、内角、外角、对角线等相关定义.
2. 熟练推导并掌握多边形内角和公式与外角和定理,能运用公式解决多边形内角和、边数等相关计算问题.
学习目标
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法国的建筑事务所 atelierd 将协调坚固的蜂窝与人类天马行空的想象力结合,创造了这个“蜂窝”. 这座小房子为昆虫和人类提供了一个小小避难所.
在自然界中,蜜蜂用六边形构筑蜂巢,用最少的材料获得了最大的空间和最强的结构.
今天,我们就从这座神奇的“蜂窝”建筑出发,一起探索多边形的奥秘.
情境导入
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在实际生活当中,除了三角形、四边形,还有许多由线段围成的图形. 观察下面的图片,你能从中找到一些多边形的形象吗?
你能依照四边形的概念给这些图形命名吗?
新知讲解
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在平面内,由n(n≥3)条线段A₁A₂,A₂A₃,…,An-1An,AnA₁首尾顺次相接,组成的图形叫作多边形.
多边形有几条边就叫作几边形.
A1
A2
A3
A4
A5
An-1
An
多边形定义的要素:
①在同一平面内;②若干条线段;
③首尾顺次连接;④封闭图形.
归纳小结
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问 题 类比四边形,说出多边形的边、顶点、内角、外角、对角线的定义.
组成多边形的各条线段叫作多边形的边
每相邻两条线段的公共端点叫作多边形的顶点
A
B
C
F
E
D
多边形同样用表示它的各个顶点的字母表示,上图中的六边形,记作“六边形ABCDEF”.
新知讲解
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A
B
C
F
E
D
多边形相邻两边组成的角叫作多边形的内角
多边形的角的一边与另一边的延长线组成的角叫作多边形的外角
连接多边形不相邻的两个顶点的线段,叫作多边形的对角线
1
2
3
4
5
6
问 题 类比四边形,说出多边形的边、顶点、内角、外角、对角线的定义.
新知讲解
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与四边形类似,在多边形中,有的是凸多边形,有的不是凸多边形. 今后,如无特殊说明,所讨论的多边形都是凸多边形.
观 察 下面正三角形、正方形的边和角有什么特点.
正三角形
正方形
边:三条边相等;
角:三个角相等.
边:四条边相等;
角:四个角相等.
新知讲解
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正多边形的概念:
像正方形这样,各个角都相等、各条边都相等的多边形叫作正多边形.
正五边形
正六边形
如果一个多边形由 n 条线段组成,各个角都相等,各条边都相等那么这个多边形叫作正n边形.
归纳小结
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探 究1 类比四边形的内角和的推导过程,你能推导出五边形和六边形的内角和各是多少度吗? 由结果你能得出多边形的内角和与边数的关系吗?
分析:五边形、六边形的对角线可以将五边形、六边形分为n个三角形,类比四边形的内角和推导过程,五边形、六边形内角和的有关问题也可以利用三角形的相关知识加以解决.
新知讲解
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名称 五边形 六边形 n边形
图形
从一个顶点出发能作的对角线条数
过一个顶点的对角线把多边形分成的三角形个数
多边形内角和
2
3
3
4
3×180°
4×180°
n-3
n-2
(n-2)×180°
新知讲解
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一般地,从n边形的一个顶点出发,可以作(n-3)条对角线,它们将n边形分为(n—2)个三角形,n边形的内角和等于(n-2)×180°.
A₁
A2
A3
A4
A5
An-1
An
这样就得出了多边形的内角和公式:
n边形的内角和等于(n-2)×180°.
注意:①n边形的内角和随边数的增加而增加,每增加一条边其内角和增加180°.②多边形的内角和是180°的整倍数.
归纳小结
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1.下列说法中,错误的有( )
A. 三角形是边数最少的多边形
B. 等边三角形和长方形都是正多边形
C. n边形有n条边、n个顶点、n个内角
D. 六边形从一个顶点出发可以画3条对角线,所有的对角线共有9条
B
小试牛刀
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思 考 把一个多边形分成若干个三角形,还有其他分法吗? 由新的分法,能得出多边形的内角和公式吗?
方法一:如图,在n边形内任取一点O,连接点O与各个顶点的线段,把n边形分成n个三角形.
因为这n个三角形的内角和是n×180°,以O为公共顶点的n个角的和是360°,所以n边形的内角和是n×180°-360°,即(n-2)×180°.
A₁
A2
A3
A4
A5
An
O
新知讲解
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方法二:如图,在n边形的边上任意取一点P,连接这点与各顶点的线段,把n边形分成(n-1)个三角形.
因为这(n-1)个三角形的内角和是(n-1)×180°,以P为公共顶点的(n-1)个角的和是180°,
所以n边形的内角和是(n-1)×180°-180°,
即(n-2)×180°.
A₁
A2
A3
A4
A5
An
P
思 考 把一个多边形分成若干个三角形,还有其他分法吗? 由新的分法,能得出多边形的内角和公式吗?
新知讲解
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探 究2 与四边形的外角和类似,在多边形的每个顶点处各取一个外角. 它们的和叫作多边形的外角和. 多边形的外角和等于多少度?
多边形的每一个内角与和它相邻的外角是_______.
n 边形的内角和与外角和的总和等于__________.
n 边形的内角和等于_____________.
∴ n 边形的外角和等于:
.
邻补角
n × 180°
(n-2)×180°
n×180°-(n-2)×180°= 360°
A1
A2
A3
A4
A5
An-1
An
新知讲解
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理解:如图,从多边形的一个顶点A出发,沿多边形的各边依次走过各顶点,再回到点A,然后转向出发时的方向.
在行程中所转的各个角的和,就是多边形的外
角和. 由于走了一周,所转的各个角的和等于一个
周角,所以多边形的外角和等于360°.
新知讲解
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多边形的内(外)角和与边数间的关系:
(1)多边形的内角与边数有关,且随着边数的增加而增加.
(2)多边形的外角和恒等于360°,与边数的多少无关,
其作用是:
①已知正多边形外角的度数,求正多边形的边数;
②已知正多边形的边数,求各相等外角的度数.
归纳小结
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例2 一个多边形的内角和等于外角和的2倍,这个多边形是几边形?
解:设这个多边形的边数为n. 因为它的内角和等于(n-2)×180°,外角和等于360°,所以
(n-2)×180°=2×360°.
解得 n=6.
因此这个多边形是六边形.
例题讲解
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2.已知一个多边形的每个内角与外角的比都是7:2,求这个多边形的边数.
方法一:设这个多边形的内角为 7x°,外角为 2x°,
根据题意得 7x°+2x°=180°,解得 x=20.
即每个内角是140°,每个外角是40°.
360°÷40 °=9. 所以,这个多边形是九边形.
方法二:由题意可得此多边形的内角和与外角和之比为7:2,
即为: , 解得:n = 9
所以,这个多边形是九边形.
小试牛刀
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边
顶点
A
B
C
F
E
内角
外角
对角线
在平面内,由n(n≥3)条线段A₁A₂,A₂A₃,…,An-1An,AnA₁首尾顺次相接,组成的图形叫作多边形.(多边形有几条边就叫作几边形.)
正多边形:各个角都相等、各条边都相等的多边形叫作正多边形.
n边形内角和计算公式:(n-2)×180°
多边形的外角和等于360°
课堂小结
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1. 图中不是凸多边形的是( )
B
A
B
C
D
2. 连接多边形的一个顶点与其他顶点的线段把这个多边形分成了 6 个三角形,则原多边形是( )
D
A. 5 B.6
C. 7 D.8
当堂检测
基础
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3. 填空:
(1)若多边形的每个内角都是140°,则这个多边形的边数为 ________.
9
(2)如图,五边形ABCDE中,∠B=120°,∠C=110°,∠D=105°,则∠A+∠E= ________.
205°
当堂检测
基础
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4 如图,小明从点A出发沿直线前进10m到达点B,向左转30°后又沿直线前进10m到达点C,再向左转30°后沿直线前进10m到达点D……照这样走下去,小明第一次回到出发点A,一共走了多少米?
解:∵小明每次都是沿直线前进10m后向左转30°,
∴他走过的图形是正多边形,且这个正多边形的每一个外角都是30°,
∴边数n=360°÷30°=12,
∴他第一次回到出发点时,一共走了12×10=120m.
当堂检测
基础
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