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多边形内角和:(n−2)×180°与外角和360°

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n 边形的多边形内角和是 (n − 2) × 180°,外角和恒为 360°。内角和公式的来历是:从一个顶点出发向其余不相邻的顶点连对角线,可以连 n − 3 条,把 n 边形分成 n − 2 个三角形,每个三角形内角和 180°,合起来就是 (n − 2) × 180°。外角和与边数无关,三角形、六边形、二十边形的外角和都是 360°。

(n − 2) × 180° 从哪来

以下图画的六边形 ABCDEF 为例,从顶点 A 出发,A 与相邻的 B、F 不用连,只能连向 C、D、E,共 3 条对角线,即 6 − 3。这 3 条对角线把六边形分成 △ABC、△ACD、△ADE、△AEF 共 4 个三角形,即 6 − 2。这 4 个三角形的内角拼起来,恰好组成六边形的全部内角,所以内角和是 4 × 180° = 720°。

换成 n 边形,道理完全一样:对角线 n − 3 条,三角形 n − 2 个,内角和 (n − 2) × 180°。记住「减 2」是三角形个数,「减 3」是一个顶点出发的对角线条数,两个数别混,三角形个数永远比对角线条数多 1。

这个分法对凸多边形都适用,边数再多也只是多几条对角线、多几个三角形。外角和的推导只用一步:每个顶点处内角与外角互补,n 个顶点共 n × 180°,减去内角和 (n − 2) × 180°,剩下 2 × 180° = 360°。

六边形从顶点A连出3条对角线,分成4个三角形

常见多边形速查

正多边形每个内角都相等,所以每个内角 = 内角和 ÷ n,每个外角 = 360° ÷ n,两者相加是 180°。

边数 n 内角和 正多边形每个内角 正多边形每个外角
3 180° 60° 120°
4 360° 90° 90°
5 540° 108° 72°
6 720° 120° 60°
8 1080° 135° 45°
10 1440° 144° 36°
12 1800° 150° 30°

七边形的内角和是 900°,但正七边形每个内角 900° ÷ 7 除不尽,约为 128.6°,表里没有列。

三道例题

例 1 已知边数求内角和。 求十边形的内角和。代入 n = 10:(10 − 2) × 180° = 8 × 180° = 1440°。

例 2 已知内角和求边数。 一个多边形的内角和是 1260°,它是几边形?列方程 (n − 2) × 180° = 1260°,n − 2 = 7,n = 9,是九边形。

(n-2)\times 180^{\circ}=1260^{\circ},\quad n-2=7,\quad n=9

编辑器里写好的例2:由内角和1260度解出n等于9

例 3 正多边形。 一个正多边形的每个外角都是 24°,求它的边数和每个内角。外角和 360° 除以每个外角:360° ÷ 24° = 15,是正十五边形;每个内角 180° − 24° = 156°。用内角和验算:(15 − 2) × 180° = 2340°,2340° ÷ 15 = 156°,一致。

360度除以24度得15,180度减24度得156度

用外角求边数比用内角快,因为外角和固定是 360°,一次除法就出结果;已知每个内角时,也可以先用 180° 减去它得到外角。

三个容易混的地方

  1. 内角和与外角和。题目说「内角和是外角和的 4 倍」,列式是 (n − 2) × 180° = 4 × 360°,解得 n = 10;别把外角和也写成跟 n 有关的式子。
  2. 漏加一个角。有人算内角和时漏加了一个内角,得到 1000°。内角和必须是 180° 的整数倍,比 1000° 大的最近一个是 1080°,所以 n = 8,漏掉的那个角是 80°。
  3. 对角线条数。一个顶点出发的对角线是 n − 3 条;n 边形全部对角线是 n(n − 3) ÷ 2 条,六边形是 9 条。

外角和推导四步:互补、n个180度、减内角和、得360度

在编辑器里写度数,180° 输入 180^{\circ};× 输入 \times,按空格结束命令。

求边数有两个入口:给内角和,列 (n − 2) × 180° 的方程;给正多边形的一个外角,用 360° 去除。只给每个内角,先用 180° 减它,再走外角这条路。

延伸阅读

  • 平行线的性质与判定:同旁内角互补、内错角相等,四边形里求角常和本文一起用
  • 全等三角形判定方法:多边形拆成三角形之后,证明题里常用的五种判定
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常见问题

外角和为什么和边数无关?
每个顶点处的内角和它的邻补角加起来是一百八十度,n 个顶点合起来是 n 个一百八十度。从中减去内角和,也就是 n 减二个一百八十度,剩下的正好是两个一百八十度,即三百六十度,边数 n 在相减时消掉了。也可以想象沿着多边形的边走一圈,每到一个顶点转过一个外角,回到起点时正好转了一整圈。