2008年2月7日 星期四

正多邊形的面積



如果是我們已知道了一個正多邊形的邊長,究竟可不可以知道它的面積呢?



在三角形中,我們有海倫公式;在正方形中,我們可以將邊長自乘兩次。但是,如果增至正五邊形、正六邊形,卻有沒有一個公式,可以統一地求出正多邊形呢?



不如,我們首先劃出三角形、正方形、正五邊形、正六邊形這四個正多邊形,再在從中找出方法吧!



我們曾經學過求內角和的方法,由於它們都是正多邊形,所以每一個角都相同。因此,我們可以利用內角和的公式來計算每個角的角度,並利用三角函數來算出答案。






我們先用五邊形來分割。 ( a:邊長 n:邊數 h:高度)






∵角OAE =角 OCD



∵五邊形的內角是 108度



∴角OAE=108 / 2 = 54度






而正多邊形的面積等於每個三角形的面積總和, 即是n x 每個三角形



= n* (a * h / 2)



= nah / 2



∵tanA = h/(a/2)



∴h=tanA * (a/2)



∴正多邊形的面積就可以歸納成:n (a/2) [(a/2) tanA]



最後,我們可以得出正n邊形的面積公式:( a:邊長n:邊數 A:內角/2)



(n a^2 tan A) / 4






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如果我們現在轉而知道一個正多邊形的外接圓半俓 (即 線段OC),我們亦可以透過三角函數來求出此正多邊形的面積。

方法:
先利用sin & cos來求出邊長a和高h,再用三角形的計算方法,求出正多邊形的面積。

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