پرش به محتوا

چندضلعی منتظم

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
مجموعه n-ضلعی‌های منتظم کوژ





چندضلعی‌های منتظم

ضلع و رأس n
نماد {n}
گروه تقارن Dn, order 2n
چندضلعی همزاد خود همزاد
مساحت
(با a=طول ضلع)
زاویه داخلی
مجموع زوایای داخلی
ویژگی‌ها کوژ، سیکلیک، متساوی‌الاضلاع، Isogonal، Isotoxal

در هندسه اقلیدسی، یک چندضلعی منتظم، چندضلعی است که همه زوایا و اضلاع آن هم‌اندازه‌اند.

چندضلعی‌های منتظم، می‌توانند کوژ یا به شکل ستاره باشند. در حالت حدی، یک دنباله از چندضلعی‌های منتظم با افزایش تعداد اضلاع، در صورت ثابت ماندن محیط به دایره تبدیل می‌شود و در صورت ثابت ماندن طول ضلع، به apeirogon تبدیل می‌شود.

ویژگی‌ها

[ویرایش]

ویژگی‌های بیان‌شده در ادامه، برای همهٔ چندضلعی‌های منتظم (اعم از کوژ و ستاره‌ای) برقرار است.

یک چندضلعی منتظم n-ضلعی، تقارن چرخشی از مرتبهٔ n دارد.

همهٔ رأس‌های یک چندضلعی منتظم بر روی یک دایره (دایره محیطی) قرار می‌گیرند. به‌عبارت دیگر، رأس‌ها نقاطی هم‌دایره هستند. یعنی یک چندضلعی منتظم، لزوماً یک چندضلعی دایره‌ای هم هست.

هر چندضلعی منتظم، یک دایره محاطی دارد که به همه اضلاع در نقطهٔ وسط آنها مماس است. بنابراین هر چندضلعی منتظم، لزوماً یک چندضلعی مماسی هم هست.

یک n-ضلعی منتظم با استفاده از خط‌کش و پرگار قابل ترسیم است؛ اگر و تنها اگر فاکتورهای اول فرد n، اعداد اول فرمای متفاوتی باشند.

چندضلعی های منتظم محیطی، بیشترین مساحت را در دایره دارند. به عنوان مثال بین همه‌ی سه ضلعی های محیطی در یک دایره مثلث متساوی الاضلاع و در بین همه ی چهار ضلعی های محیطی در یک دایره مربع بیشترین مساحت را دارد.

چندضلعی‌های منتظم

[ویرایش]

همهٔ چندضلعی‌های سادهٔ منتظم، کوژ هستند. چندضلعی‌های منتظم باتعداد اضلاع یکسان، متشابه هستند. یک n-ضلعی منتظم کوژ، با نماد شلفلی {n} نشان داده می‌شود.


مثلث
متساوی‌الاضلاع

{۳}

مربع
{۴}

پنج‌ضلعی
{۵}

شش‌ضلعی
{۶}

هفت‌ضلعی
{۷}

هشت‌ضلعی
{۸}

نه‌ضلعی
{۹}

ده‌ضلعی
{۱۰}

یازده‌ضلعی
{۱۱}

دوازده‌ضلعی
{۱۲}

سیزده‌ضلعی
{۱۳}

چهارده‌ضلعی
{۱۴}

پانزده‌ضلعی
{۱۵}

شانزده‌ضلعی
{۱۶}

هفده‌ضلعی
{۱۷}

هجده‌ضلعی
{۱۸}

نوزده‌ضلعی
{۱۹}

بیست‌ضلعی
{۲۰}

سی‌ضلعی
{۳۰}

چهل‌ضلعی
{۴۰}

پنجاه‌ضلعی
{۵۰}

شصت‌ضلعی
{۶۰}

هفتادضلعی
{۷۰}

هشتادضلعی
{۸۰}

نودضلعی
{۹۰}

صدضلعی
{۱۰۰}

زاویه‌ها

[ویرایش]

برای یک n-ضلعی منتظم کوژ، اندازهٔ هر زاویهٔ داخلی برابر است با:

یا درجه

یا رادیان

و اندازهٔ هر زاویه خارجی آن برابر است با درجه.

قطرها

[ویرایش]

برای n > ۲، تعداد قطرهای n-ضلعی، برابر است با ، به‌عنوان مثال برای مثلث، چهارضلعی، پنج‌ضلعی و شش‌ضلعی، تعداد قطرها به‌ترتیب، ۰، ۲، ۵ و ۹ است.

برای یک n-ضلعی منتظم محاط‌شده در یک دایره به شعاع واحد، حاصل‌ضرب فاصلهٔ هر رأس تا همهٔ رأس‌های دیگر، برابر است با n.

مساحت

[ویرایش]
پنج‌ضلعی منتظم با طول ضلع s، شعاع دایره محیطی R و شعاع دایره محاطی a

مساحت یک n-ضلعی منتظم کوژ با اندازهٔ ضلع a، شعاع دایره محیطی R، شعاع دایره محاطی r و محیط p با استفاده از روابط زیر بدست می‌آید:[۱][۲]

(زوایا برحسب رادیان است.)

که در آن R برابر است با:

مساحت یک چندضلعی منتظم با طول ضلع ۱، شعاع دایره محیطی ۱، شعاع دایره محاطی ۱ در جدول زیر ارائه شده‌است:

در بین همهٔ n-ضلعی‌ها با محیط داده‌شده، بیشترین مساحت مربوط به n-ضلعی منتظم است.[۳]

چندضلعی‌های منتظم ستاره‌ای

[ویرایش]
یک ستاره پنج‌پر {5/2}

یک چندضلعی منتظم غیرکوژ، یک چندضلعی منتظم ستاره‌ای است. متداول‌ترین نمونه، ستاره پنج‌پر است که رأس‌های آن دقیقاً مشابه پنج‌ضلعی منتظم هستند، ولی هر رأس به دو رأس متفاوت با پنج‌ضلعی متصل شده است.

جستارهای وابسته

[ویرایش]

منابع

[ویرایش]
  1. "Math Open Reference". Retrieved 4 February 2014.
  2. "Mathwords".
  3. Chakerian, G.D. "A Distorted View of Geometry." Ch. 7 in Mathematical Plums (R. Honsberger, editor). Washington, DC: Mathematical Association of America, 1979: 147.