Корице уџбеника

IV.7. Правилни Многоуглови

Изабери решење задатка:

Задатак 5

Кратко решење

Нека је \( n \) број страница, \( \beta_n \) спољашњи угао, \( r \) полупречник уписане и \( R \) полупречник описане кружнице. \[ \beta_n = 60^\circ \] \[ n = \frac{360^\circ}{\beta_n} = \frac{360^\circ}{60^\circ} = 6 \] Многоугао је правилни шестоугао, па је \( R = a \). \[ r = \frac{a\sqrt{3}}{2} \] \[ 2\sqrt{3} = \frac{R\sqrt{3}}{2} \] \[ R\sqrt{3} = 4\sqrt{3} \] \[ R = \frac{4\cancel{\sqrt{3}}}{\cancel{\sqrt{3}}} = 4\text{ cm} \]

Детаљно решење

Одређивање броја страница многоугла

Дато је да је спољашњи угао правилног многоугла \( \beta_n = 60^\circ \). Како је збир свих спољашњих углова било ког конвексног многоугла увек \( 360^\circ \), број страница \( n \) израчунавамо помоћу формуле: \[ n = \frac{360^\circ}{\beta_n} \] Заменом дате вредности добијамо: \[ n = \frac{360^\circ}{60^\circ} = 6 \] Дакле, ради се о правилном шестоуглу.

Анализа карактеристичног троугла шестоугла

Код правилног шестоугла, карактеристични троугао је једнакостранични троугао. То је зато што је централни угао \( \varphi_n = \frac{360^\circ}{6} = 60^\circ \), а како је карактеристични троугао увек једнакокрак са крацима једнаким полупречнику описане кружнице \( R \), углови на основици су такође по \( 60^\circ \). То значи да је страница шестоугла \( a \) једнака полупречнику описане кружнице \( R \): \[ a = R \]

Израчунавање полупречника описане кружнице

Полупречник уписане кружнице \( r \) правилног многоугла одговара висини карактеристичног троугла. За правилни шестоугао, та висина се израчунава преко странице \( a \) формулом за висину једнакостраничног троугла: \[ r = \frac{a\sqrt{3}}{2} \] У задатку је дато да је \( r = 2\sqrt{3}\text{ cm} \). Пошто је \( a = R \), формулу можемо записати као: \[ 2\sqrt{3} = \frac{R\sqrt{3}}{2} \] Да бисмо изоловали \( R \), помножићемо целу једначину са \( 2 \): \[ 2 \cdot 2\sqrt{3} = R\sqrt{3} \] \[ 4\sqrt{3} = R\sqrt{3} \] Сада делимо обе стране са \( \sqrt{3} \): \[ R = \frac{4\cancel{\sqrt{3}}}{\cancel{\sqrt{3}}} \] \[ R = 4\text{ cm} \] Дакле, дужина полупречника описане кружнице је \( 4\text{ cm} \).

Кратак запис решења:

\( \beta_n = 60^\circ \Rightarrow n = \frac{360^\circ}{60^\circ} = 6 \) (шестоугао) \( r = 2\sqrt{3}\text{ cm} \), \( r = \frac{a\sqrt{3}}{2} \) \( 2\sqrt{3} = \frac{a\sqrt{3}}{2} \Rightarrow a\sqrt{3} = 4\sqrt{3} \Rightarrow a = 4\text{ cm} \) Код шестоугла \( R = a = 4\text{ cm} \).

Најважније из лекције

Кључне формуле за правилни многоугао са \( n \) темена:
Унутрашњи угао: \( \alpha_n = \frac{(n-2) \cdot 180^\circ}{n} \)
Спољашњи угао: \( \beta_n = \frac{360^\circ}{n} \)
Централни угао: \( \varphi_n = \frac{360^\circ}{n} \)
Сваки правилан многоугао има уписану и описану кружницу са истим центром. Правилан многоугао се може поделити на \( n \) карактеристичних једнакокраких троуглова чији су краци \( R \), основица \( a \) и висина \( r \). Код правилног шестоугла овај троугао је једнакостраничан, па је \( R = a \) и \( r = \frac{a\sqrt{3}}{2} \).
Правилан многоугао јесте многоугао чије су све странице једнаке и сви углови једнаки.
Унутрашњи угао \( \alpha_n \) правилног многоугла са \( n \) темена: \[ \alpha_n = \frac{(n - 2) \cdot 180^\circ}{n} \]
Спољашњи угао \( \beta_n \) правилног многоугла са \( n \) темена: \[ \beta_n = \frac{360^\circ}{n} \]
Ако се повећава број темена правилног многоугла, онда се повећава и мера унутрашњег угла тог многоугла. Сви спољашњи углови једног правилног многоугла су узајамно једнаки.
Сваки правилан многоугао је осно симетрична фигура. Осе симетрије су симетрале страница и симетрале унутрашњих углова тог многоугла. Број оса симетрије једнак је броју темена \( n \).
Око сваког правилног многоугла може се описати кружница и у сваки се може уписати кружница. Центри ових кружница се поклапају и та тачка се назива центар правилног многоугла.
  • Полупречник описане кружнице (\( R \)): дуж чије су крајње тачке центар многоугла и било које његово теме.
  • Полупречник уписане кружнице (\( r \)): дуж чије су крајње тачке центар многоугла и подножје нормале из центра на страницу многоугла.
Карактеристични троугао правилног многоугла јесте једнакокраки троугао чија су темена два суседна темена многоугла и центар многоугла. Правилан многоугао са \( n \) темена састоји се од \( n \) таквих подударних троуглова.
Приказ карактеристичног једнакокраког троугла правилног многоугла са означеним елементима: основицом a (страница многоугла), крацима R (полупречник описане кружнице), висином на основицу r (полупречник уписане кружнице) и централним углом при врху.
За карактеристични троугао важи:
  • основица је једнака страници многоугла (\( a \));
  • крак је једнак полупречнику описане кружнице (\( R \));
  • висина која одговара основици једнака је полупречнику уписане кружнице (\( r \));
  • углови налегли на основицу једнаки су половини унутрашњег угла (\( \frac{\alpha_n}{2} \));
  • угао при врху назива се централни угао (\( \varphi_n \)) и рачуна се као \( \varphi_n = \frac{360^\circ}{n} \).
Карактеристични троугао правилног шестоугла (\( n = 6 \)) је једнакостранични троугао чија је страница једнака страници тог шестоугла. За правилан шестоугао важи: \[ R = a, \quad r = \frac{a\sqrt{3}}{2} \]

Задаци за вежбање

Лак: Израчунај меру унутрашњег и спољашњег угла правилног осмоугла (\( n = 8 \)).
Спољашњи угао: \( \beta_8 = \frac{360^\circ}{8} = 45^\circ \).
Унутрашњи угао се може израчунати преко формуле или као суплементан спољашњем: \( \alpha_8 = 180^\circ - \beta_8 = 180^\circ - 45^\circ = 135^\circ \).
Средњи: Колико темена (страница) има правилан многоугао чији је унутрашњи угао \( 144^\circ \)?
Ако је унутрашњи угао \( 144^\circ \), онда је његов одговарајући спољашњи угао \( \beta_n = 180^\circ - 144^\circ = 36^\circ \).
Како важи формула \( \beta_n = \frac{360^\circ}{n} \), имамо: \[ 36^\circ = \frac{360^\circ}{n} \implies n = \frac{360^\circ}{36^\circ} = 10 \] Одговор: У питању је правилни десетоугао (има 10 темена).
Тежак: Дужина странице правилног шестоугла је \( 4\text{ cm} \). Израчунај дужину полупречника описане (\( R \)) и уписане (\( r \)) кружнице тог шестоугла.
Карактеристични троугао правилног шестоугла је једнакостраничан, па важе формуле:
\( R = a \)
\( r = \frac{a\sqrt{3}}{2} \)
Заменом \( a = 4\text{ cm} \) добијамо:
\( R = 4\text{ cm} \)
\( r = \frac{4\sqrt{3}}{2} = 2\sqrt{3}\text{ cm} \).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: