处理多边形时,两条事实承担了大部分工作。n 边形的内角和是 (n − 2) × 180°,任何凸多边形的外角和都是 360°。 对正多边形(regular polygon)来说,每个外角等于 360° ÷ n,每个内角则是 180° 减去外角。
这是角度与几何推理的第三课,把上一课的三角形内角和推广到多边形。
为什么内角和的公式成立?
选一个顶点,向其他所有顶点连线。这样多边形被分成若干个三角形,而且总是 n − 2 个。每个三角形的内角和是 180°,所以总和是 (n − 2) × 180°。
| 图形 | n | 内角和 |
|---|---|---|
| 三角形 | 3 | 180° |
| 四边形 | 4 | 360° |
| 五边形 | 5 | 540° |
| 六边形 | 6 | 720° |
内角和外角如何联系?
在任何一个角处,内角和外角位于同一条直线上,所以内角 + 外角 = 180°。正多边形的所有外角相等,所以每个外角是 360° ÷ n。
- 先判断题目给的是内角还是外角。
- 换成外角,因为外角与 360° 直接挂钩。
- 用外角 = 360° ÷ n 求 n,或由 n 求角度。
- 如果题目要内角,再换回内角。
- 检验:(n − 2) × 180° ÷ n 是否等于内角?
例题详解
一个正多边形的外角是 24°。求边数和每个内角的大小。
第一步: 外角之和是 360°,而且都相等,所以 n = 360 ÷ 24 = 15。
第二步: 每个内角是 180° − 24° = 156°。
检验: 内角和是 (15 − 2) × 180° = 13 × 180° = 2340°。除以 15 得 2340 ÷ 15 = 156°,吻合。
要留意的错误
常见的失误是把内角代入 360° 的公式。
错误答案: 正多边形的内角是 140°,所以 n = 360 ÷ 140,结果不是整数。
学生用 360° 除以内角。360° 这条规则只属于外角。
改正的方法是先换算:外角是 180° − 140° = 40°,所以 n = 360 ÷ 40 = 9。检验:(9 − 2) × 180° = 1260°,1260 ÷ 9 = 140°,吻合。如果算出来的边数是小数,就说明你用错了角。
自我检测
先试做,再打开答案核对。
1. 求六边形的内角和。
查看答案
(6 − 2) × 180° = 4 × 180° = 720°。
2. 求正八边形的每个内角。
查看答案
每个外角是 360° ÷ 8 = 45°,所以每个内角是 180° − 45° = 135°。检验:(8 − 2) × 180° = 1080°,1080 ÷ 8 = 135°。
3. 五边形的四个角分别是 100°、110°、120° 和 90°。求第五个角。
查看答案
内角和是 (5 − 2) × 180° = 540°。四个角之和是 100 + 110 + 120 + 90 = 420°,所以第五个角是 540° − 420° = 120°。
下一步
多边形的角度自然通向圆,那里有一套新的角度事实:运用圆的角度关系并写出理由。无计算器运算训练适合练习这里的乘除,综合练习题组会一起检测内角与外角。
有些学生背熟了两条公式,却在压力下混用。这正是我们的老师在数学线上一对一补习中会追查的失误。