G03 - Poligoane convexe

Poligoane convexe

Poligoanele convexe sunt figuri formate din segmente consecutive, cu interiorul fără „adâncituri”. Lecția urmărește elementele unui poligon, diagonalele, suma unghiurilor interioare și situațiile regulate.

1. Elementele poligonului

Un poligon are vârfuri, laturi și unghiuri interioare. O diagonală unește două vârfuri neconsecutive. Un poligon este convex dacă segmentul dintre oricare două puncte ale lui rămâne în interiorul sau pe frontiera poligonului.

2. Diagonale

Dintr-un vârf al unui \(n\)-gon putem trasa \(n-3\) diagonale. Numărând toate diagonalele și ținând cont că fiecare este numărată de două ori, obținem \(\frac{n(n-3)}2\).

3. Suma unghiurilor

Trasând diagonale dintr-un vârf, un \(n\)-gon convex se descompune în \(n-2\) triunghiuri. De aceea suma unghiurilor interioare este \((n-2)\cdot180^\circ\). Pentru un poligon regulat, toate unghiurile interioare sunt congruente.

Definiție esențială. Un poligon convex este un poligon pentru care segmentul ce unește oricare două puncte ale sale este inclus în poligon.
De reținut.
  • Suma unghiurilor interioare: \(S=(n-2)\cdot180^\circ\).
  • Numărul diagonalelor: \(d=\frac{n(n-3)}2\).
  • Într-un poligon regulat, laturile și unghiurile sunt congruente.

Exemplu explicat pas cu pas

Află suma unghiurilor unui hexagon convex.

  1. Hexagonul are \(n=6\) laturi.
  2. Aplicăm \(S=(n-2)\cdot180^\circ\).
  3. \(S=4\cdot180^\circ=720^\circ\).

Concluzie: Suma este \(720^\circ\).

Greșeală frecventă. Formula \((n-2)\cdot180^\circ\) dă suma tuturor unghiurilor interioare, nu măsura unui singur unghi.

Verificare rapidă

  • Câte diagonale pornesc dintr-un vârf al unui octogon?
  • Care este suma unghiurilor unui patrulater?
  • Ce condiție geometrică exprimă convexitatea?

Exerciții

1
Calculează suma unghiurilor interioare ale unui pentagon convex.

\(S=(n-2)180^\circ\)

2
Calculează suma unghiurilor interioare ale unui octogon convex.
3
Câte diagonale pornesc dintr-un vârf al unui decagon?
4
Câte diagonale are un hexagon?

\(d=\frac{n(n-3)}2\)

5
Fie un poligon regulat cu 6 laturi. Află măsura unui unghi interior.
6
Un poligon convex are suma unghiurilor interioare \(900^\circ\). Câte laturi are?
7
Câte diagonale are un patrulater?
8
Un poligon regulat are unghiul interior \(135^\circ\). Câte laturi are?
9
Calculează numărul diagonalelor unui dodecagon.
10
Un poligon convex are 20 de diagonale. Determină numărul de laturi.