☰ Year plan · Mathematics (Arabic)

زوايا المضلعات

Week 12 · Polygons: interior and exterior angles, regular polygons · 3 lessons
3

مجموع الزوايا الخارجة ٣٦٠°: مسائل متنوعة على المضلعات

Mathematics Prep 2 Term 1, Unit 3, Lesson 6
Goalأستخدم أن مجموع الزوايا الخارجة ٣٦٠° لأي مضلع محدب، وأعدّ الأقطار بالقاعدة ⁦n(n − ٣‎) ÷ ٢‎⁩، وأحل مسائل متنوعة.
New words
مجموع الزوايا الخارجة · ٣٦٠° لكل مضلع محدب منتظمًا كان أو لاالأقطار · المضلع ذو n ضلعًا فيه ⁦n(n − ٣‎) ÷ ٢‎⁩ قطرًامعادلة لـ n · نحوّل الشرط إلى معادلة ونتحقق أن الناتج عدد صحيحداخلية + خارجة = ١٨٠° · عند الرأس نفسه
Explanation

لماذا مجموع الزوايا الخارجة ٣٦٠°؟ عند كل رأس من الرؤوس الـ⁦n⁩ الداخلية + الخارجة = ١٨٠°. فالمجموع الكلي ⁦n × ١٨٠‎°⁩ = (مجموع الداخلية) + (مجموع الخارجة). ومجموع الداخلية ⁦(n − ٢‎) × ١٨٠‎°⁩ إذن مجموع الخارجة ⁦n × ١٨٠‎° − (n − ٢‎) × ١٨٠‎° = ٢‎ × ١٨٠‎° = ٣٦٠‎°⁩. وهذا صحيح لكل مضلع محدب منتظمًا كان أو لا: امشِ حول المضلع من الخارج دورة واحدة فتدور دورة كاملة. وفي المضلعات غير المنتظمة نطرح الزوايا الخارجة المعلومة من ٣٦٠°. وعدد أقطار المضلع المحدب ⁦n(n − ٣‎) ÷ ٢‎⁩: من كل رأس نرسم ⁦n − ٣‎⁩ قطرًا (لا إلى نفسه ولا إلى جاريه) ويُعدّ كل قطر مرتين. السداسي فيه ⁦٦‎ × ٣‎ ÷ ٢‎ = ٩‎⁩. وإذا كان لمضلع ٩ أقطار فإن ⁦n(n − ٣‎) = ١٨‎⁩ و⁦n² − ٣‎n − ١٨‎ = ٠‎⁩ و⁦(n − ٦‎)(n + ٣‎) = ٠‎⁩ إذن ⁦n = ٦‎⁩ (والقيمة ⁦n = −٣‎⁩ مستحيلة).

ABCDEF
Worked examples
أربع زوايا خارجة في خماسي هي ٩٠° و٧٠° و٨٠° و٦٠°. مجموع الزوايا الخارجة الخمس ٣٦٠° إذن الخامسة ⁦٣٦٠‎° − ٣٠٠‎° = ٦٠‎°⁩. وزاويتها الداخلية ⁦١٨٠‎° − ٦٠‎° = ١٢٠‎°⁩.
في مضلع محدب كل زاوية خارجة ٢٠°. إذن ⁦n = ٣٦٠‎ ÷ ٢٠‎ = ١٨‎⁩ ضلعًا وكل زاوية داخلية ١٦٠°. أما زوايا خارجة لمضلع هي ⁦٣‎x⁩ و⁦٤‎x⁩ و⁦٥‎x⁩ و⁦٦‎x⁩ و⁦٧‎x⁩ (خمس زوايا) فمجموعها ٣٦٠°: ⁦٢٥‎x = ٣٦٠‎⁩ تعطي ⁦x = ١٤٫٤‎°⁩.
ABCDEF
حديقة على شكل ثمانٍ فيها ⁦٨‎ × ٥‎ ÷ ٢‎ = ٢٠‎⁩ قطرًا. كم ضلعًا في مضلع له ٩ أقطار؟ ⁦n(n − ٣‎) ÷ ٢‎ = ٩‎⁩ إذن ⁦n(n − ٣‎) = ١٨‎⁩؛ ⁦٦‎ × ٣‎ = ١٨‎⁩ إذن ⁦n = ٦‎⁩ أي سداسي كما في الرسم بأقطاره التسعة.
Class activity

امشِ على المضلع. ارسم على الأرض خماسيًا منتظمًا كبيرًا بالشريط أو الطباشير. امشِ على أضلاعه وانعطف عند كل زاوية بالقدر نفسه. كم درجة تنعطف عند كل زاوية؟ وكم المجموع؟ قارن مع ٧٢° و٣٦٠°.

Practice
1
ثلاث زوايا خارجة في رباعي ١٠٠° و٨٠° و٩٠°. أوجد الرابعة والزاوية الداخلية عند ذلك الرأس.
2
كم قطرًا في العشاري (١٠ أضلاع)؟
3
لمضلع ١٤ قطرًا. كم عدد أضلاعه؟
4
كل زاوية داخلية في مضلع منتظم تساوي أربعة أمثال الخارجة. كم ضلعًا؟
5
تقول هناء إن مجموع الزوايا الخارجة في السداسي المنتظم ٧٢٠° لأن مجموع الداخلية كذلك. ما الخطأ؟