多边形的内角和与外角和典型热点考题
例1 已知:四边形的四个外角度数比为1∶2∶3∶4,求各外角的度数?
点悟:考查四边形外角和定理,由四边形外角和定理和各外角之间的比例关系很容易求出各角.
解:设四边形的最小外角为x°,则其他三角分别为2x°,3x°,4x°,根据四边形外角和定理:x°+2x°+3x°+4x°=360°.
∴ x°=36°, 2x°=72°, 3x°=108°, 4x°=144°.
∴ 四边形各外角度数分别为36°,72°,108°,144°.
点拨:本例应用了设参数x的代数方法求出四边形四个外角的度数,不少的几何线段的计算,角的计算以及证明题,如果应用代数方法求解,可使过程简洁,清晰,特别是已知条件中如果出现比例关系时,采用设参数法是最常见的解题思路,通过设参数,结合几何知识,把问题转化为解方程,学生一定要掌握这种技巧.
例2 多边形的内角和与某一个外角的度数总和为1350°,求多边形的边数?
解法一:设边数为n,这个外角为x度,则0<x<180,依题意有:(n-2)·180+x=1350,
∴.
又∵ 0<x<180, ∴-90<90-x<90,
∴ n=9.
解法二:∵0<x<180;
∴ 1350-180<1350-x<1350;
即 1170<1350-x<1350,
又∵ (n-2)·180=1350-x,
∴ 1170<(n-2)·180<1350.
∴ 8.5<n<9.5;
∵ n的边数必为整数, ∴ n=9
注:此类题都隐含着边数为正整数这个条件.解法一是利用整数方程来解的.解法二是利用不等式确定边数范围然后通过边数为整数来解的.
例3 如图,已知在四边形ABCD中,AB=3,BC=4,CD=13,AD=12,∠B=90°.求:
四边形ABCD的面积.
点悟:由∠B=90°,AB=3,BC=4,想到连接AC,利用勾股定理解题得AC=5,又AD=12,CD=13由勾股定理的逆定理有∠DAC为直角,从而.
解:连结AC.在Rt△ABC中,有
∴ AC=5.
∵ CD=13,AD=12,有
即 .
∴ △ACD是直角三角形,∠DAC=90°,
∴
=
=
点拨:当题目中有线段长度时,一般利用勾股定理的逆定理判定某三角形是否为直角三角形.四边形问题通常转化为三角形问题来解决,在构造三角形时必须同已知条件结合起来,不要随意连线.
例4 一个n边形每个内角都是150°,则这个多边形的内角和是多少?
点悟:由于这个n边形每个内角都是150°,所以可以推知它的每个外角都为30°,而任意多边形的外角和都为360°,从而可以知道这个n边形的边数,再利用多边形内角和定理即可.
解:方法一:∵ 这个n边形的每个内角都为150°,
∴ 此n边形的每个外角为30°,
又∵ 任意多边形的外角和为360°,
∴ n=360°÷30°=12.
∴ 此n边形的内角和为180°(n-2)=180°×10=1800°.
方法二:设这个多边形的边数为n,由题意得:150°·n=180°(n-2).解这个方程,得n=12.则此多边形的内角和为:180°(n-2)=180°×10=1800°.
点悟:如图,在n边形内部取一点O,连接O与各个顶点的线段,把n边形分成n个三角形,因为这n个三角形的内角和等于n·180°,以O为公共顶点的n个角的和是
360°,即2×180°,所以n边形的内角和是n·180°-2×180°=(n-2)×180°.
我们还可以这样求n边形内角和,如下图所示,作经过n边形某一个顶点的所有对角线,把n边形分成(n-2)个三角形,则n边形的内角和即为(n-2)个三角形的内角和.即(n-2)·180°.
例5 已知一个多边形的每个内角都为钝角,则这样的多边形有多少个?边数最少的一个是几边形?
点悟:此题首先要利用多边形内角和定理表示出每一个内角,然后列出不等式.
解:设多边形是n边形,由题意得:
即 解得
∴n>4.
∴内角都为钝角的多边形有无数个.
又∵ n>4,n为整数,
∴ n的最小值为5,即边数最少的一个是五边形.
注:对于此题的最后一个问题,实际上是对不等式附加某些条件,然后可求出具体未知数,但要注意的是,五个角都是钝角的五边形是存在的,但五四形不一定五个角都是钝角.
点拨:如果有4个或4个以上内角为锐角,那么与这些锐角相邻的外角都是钝角,所以这些外角的和将大于360°,这与多边形外角和恒等于360°相矛盾,故在多边形的内角中,锐角的个数不能多于3个.
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