第十一章 · 第三节
多边形及其内角和
掌握多边形对角线、内角和公式与外角和定理

📖 知识点学习

🎯 学习目标

  • 理解多边形的概念,了解正多边形
  • 掌握多边形对角线公式:从一个顶点出发有n-3条,总共有n(n-3)/2条
  • 掌握多边形内角和公式:(n-2)×180°
  • 掌握多边形外角和恒为360°
知识点一:多边形的概念
📐 定义
在平面内,由一些线段首尾顺次相接组成的图形,叫做多边形(polygon)。

多边形按边数命名:三角形(3边)、四边形(4边)、五边形(5边)...n边形(n边,n≥3)。

💡 重要概念
  • 凸多边形:画出多边形的任何一条边所在直线,整个多边形都在这条直线的同一侧
  • 正多边形:各个角都相等,各条边都相等的多边形
  • 正三角形、正方形、正五边形等都是正多边形
知识点二:多边形的对角线
📐 定义
连接多边形不相邻的两个顶点的线段,叫做多边形的对角线
从n边形一个顶点出发:n - 3 条对角线
不能连自己和自己相邻的两个顶点,共排除3个
n边形总对角线数 = n(n-3) / 2
每个顶点引出n-3条,共n个顶点,每条被算两次,除以2
知识点三:多边形内角和公式
📐 定理
n边形的内角和等于 (n - 2) × 180°
内角和 = (n - 2) × 180°
n边形(n≥3)的内角和公式

推导方法:从n边形一个顶点出发,可以画出 n-3 条对角线,将n边形分成 n-2 个三角形。每个三角形内角和为180°,所以n边形内角和 = (n-2) × 180°。

多边形边数n分成三角形数内角和
三角形31180°
四边形42360°
五边形53540°
六边形64720°
n边形nn-2(n-2)×180°
知识点四:多边形外角和
📐 定理
多边形的外角和等于 360°
外角和 = 360°(与边数n无关)
任何多边形的外角和恒为360°
💡 正多边形的角度
  • 正n边形每个内角 = (n-2)×180° / n
  • 正n边形每个外角 = 360° / n
  • 每个内角 + 每个外角 = 180°(互补)

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📝 例题精讲

💡 提示:点击「下一步」按钮,逐步查看详细解题过程
例题 1 求八边形的内角和
求八边形的内角和。
🔍 解题过程
1 分析:多边形内角和公式为 (n-2)×180°,其中n为边数。八边形 n = 8。
2 代入公式:内角和 = (8 - 2) × 180° = 6 × 180°
3 计算:内角和 = 6 × 180° = 1080°
即八边形可以分成8-2=6个三角形,每个三角形180°,共1080°。
✅ 八边形的内角和为 1080°
例题 2 已知内角和求边数
已知一个多边形的内角和为 1080°,求这个多边形的边数。
🔍 解题过程
1 分析:设多边形的边数为n,根据内角和公式 (n-2)×180° = 1080°,解方程求n。
2 列方程:(n - 2) × 180 = 1080
n - 2 = 1080 ÷ 180
n - 2 = 6
3 求解:n = 6 + 2 = 8
验证:(8-2)×180° = 6×180° = 1080°,正确。
✅ 这个多边形是八边形(边数 n = 8)
例题 3 正五边形的角度
求正五边形每个内角和每个外角的度数。
🔍 解题过程
1 分析:正五边形是各边相等、各角相等的多边形。先求内角和,再除以5得到每个内角。
2 求每个内角:
内角和 = (5-2)×180° = 3×180° = 540°
每个内角 = 540° ÷ 5 = 108°
3 求每个外角:
方法一:外角和 = 360°,每个外角 = 360° ÷ 5 = 72°
方法二:内角 + 外角 = 180°,外角 = 180° - 108° = 72°
✅ 正五边形每个内角 = 108°,每个外角 = 72°

🚀 拓展提升

📐 多边形对角线公式的推导

n边形共有n个顶点,从一个顶点出发,不能连向自己(1个)和相邻的两个顶点(2个),所以可以引出 n-3 条对角线。

n个顶点共引出 n × (n-3) 条,但每条对角线被两个端点各算了一次,所以总数要除以2:

总对角线数 = n(n-3) / 2
  • 四边形:4×(4-3)/2 = 2 条
  • 五边形:5×(5-3)/2 = 5 条
  • 六边形:6×(6-3)/2 = 9 条
  • 十边形:10×(10-3)/2 = 35 条

🧩 镶嵌(密铺)条件

镶嵌(也叫密铺)是指用一些不重叠摆放的多边形把平面的一部分完全覆盖。正多边形能进行平面镶嵌的条件是:

正n边形每个内角必须能整除360°
  • 正三角形:每个内角60°,360°÷60°=6,可以镶嵌(6个正三角形拼在一起)
  • 正方形:每个内角90°,360°÷90°=4,可以镶嵌
  • 正六边形:每个内角120°,360°÷120°=3,可以镶嵌
  • 正五边形:每个内角108°,360°÷108°≈3.33,不能整除,无法单独镶嵌

💡 蜂巢的形状就是正六边形镶嵌的典型例子,这是自然界中数学之美的体现。

🔢 内角和与外角和的对比

比较项内角和外角和
公式(n-2)×180°360°(恒定)
是否与n有关是,随n增大而增大否,始终为360°
三角形180°360°
四边形360°360°
十边形1440°360°

外角和恒为360°这一结论非常巧妙——无论多边形有多少条边,外角和都不变。这一性质在解题中非常有用。

✏️ 练习巩固

💡 提示:每道题作答后会立即显示解析,请认真思考后再作答
第 1 题 ★☆☆ 基础
十边形的内角和等于多少度?
A1080°
B1440°
C1620°
D1800°
第 2 题 ★★☆ 巩固
一个多边形的内角和为 1440°,则这个多边形是几边形?
A八边形
B十边形
C十二边形
D九边形
第 3 题 ★★☆ 巩固
正六边形每个外角的度数是?
A45°
B60°
C72°
D90°
第 4 题 ★★☆ 巩固
填空:从一个七边形的某个顶点出发,可以画出 ______ 条对角线。
第 5 题 ★★★ 拓展
填空:一个多边形的每个外角都是 36°,则这个多边形的边数为 ______。

🧠 知识点问答

老师来考考你!下面的问题都来自本节课的知识点,看看你掌握了多少。每次点击"再考一次"题目顺序都会随机打乱哦!
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课程完成!

恭喜你完成了「多边形及其内角和」的学习!

这也意味着第十一章「三角形」的全部内容已经学完!

📌 本节核心要点回顾:
① 从n边形一个顶点出发有 n-3 条对角线,总共有 n(n-3)/2 条
② n边形内角和 = (n-2)×180°
③ 多边形外角和恒为 360°(与边数无关)
④ 正n边形每个内角 = (n-2)×180°/n,每个外角 = 360°/n

✏️ 做练习题